同じ元素でも電子の数が違うものを同位体と呼ぶ

物質の特性は原子の構造によって説明可能である。

最外殻に不対電子を持つ原子は反応性が低い

最外殻に不対電子をもたない原子は安定している

一般に生物の組織（骨格を除く）の98％ほどを占めると言われている元素の組？

イオンを共有するのが共有結合である。

ファンデルワールス力は共有結合よりも強固な結合である

二重の共有結合を軸とした回転作用は、大きな分子の動きの自由度やその機能に重要な意味を持つ

イオン結合は相互作用している原子同士の電気陰性度の差が小さいときに見られる結合である

水分子は分子内での電荷の偏り、つまり極性を持つ分子である。

水は全ての物質をよく溶かす特殊な溶媒である。

生命体にとって不可欠である水は、さまざまな特殊な特徴を持つが、それらは水分子の化学的性質に由来する

ヒトの体は骨格を除くと、その重量のおよそ７割以上が水である。

氷が水に浮く特徴のおかげで、冬でも表面に氷が張った池の中で生き物が凍らずに生活することができる。

水が気化するときに必要な大量のエネルギーが、水による環境や生体の冷却効果の大きな理由である

内部環境を一定に保とうとする特徴を持つ液体

タンパク質、多糖、脂質、核酸は全て、モノマーが共有結合により重合したポリマーである

高分子の特徴として異性体の存在があるが、ある高分子化合物の光学異性体はシス型、トランス型という名称で区別する

核酸を構成する20種のアミノ酸は、それぞれの側鎖に結合する官能基の種類によってその物理的・化学的特徴が決まっている

高分子ポリマーとは、その構成成分モノマー間で加水分解による縮合反応が起きることで、モノマー間に共有結合が形成されることで重合したたものである

タンパク質、多糖、脂質、核酸のポリマーは、全て枝分かれ構造を持つポリマーである。

多糖の共有結合

タンパク質の共有結合

αヘリックス構造は、タンパク質の二次構造に分類される。

タンパク質の三次構造とは、一つのポリペプチド鎖に由来する一つのタンパク質全体の立体構造のことである

タンパク質の一次構造を破壊することを変性と呼ぶ。

ふたつのシステインの硫黄原子間で形成される共有結合のことをジスルフィド結合と呼ぶ。

タンパク質の立体構造は、多分子との相互作用によって変わりうる。

セルロースもデンプンも、どちらもグルコースからなる多糖であるが、セルロースは枝分かれがあり、デンプンは枝分かれのない一本鎖構造である

グリコーゲンは植物の細胞壁の主要な成分である。

多糖は細胞構造に必要な分子になったり、生物の貯蔵エネルギーとなる。

官能基としてリン酸基がついた糖はキチンとよばれ、昆虫やカニなどの外骨格成分である。

ペントースとは６個の炭素を含む六炭糖のことである

不飽和脂肪酸とは、炭化水素鎖に二重結合を含んだものであり、飽和脂肪酸に比べて折れ曲がった構造が特徴である。

脂肪酸やリン脂質には、分子内で疎水性と親水性という反対の性質を示す領域があることで、両親媒性とよばれる特徴的な性質がある

グリセロールと炭化水素を結びつける共有結合をエステル結合と呼ぶ

不飽和脂肪酸は、その構造的な特徴から融点が高いという性質を持ち、バターはその性質によって室温で固体である

脂肪酸分子同士は、疎水性の炭化水素鎖間にはたらく弱いファンデルワールス力によって結びつき、巨大な高分子凝集体を形成するため、厳密に化学的な意味でポリマーと分類される。

原核生物の細胞には、DNAが内包された膜構造体が存在しており、核と呼ばれている。

細胞壁は植物細胞のみに見られる特徴的な構造である

細胞内の内膜系は、真核細胞のみならずある種の原核細胞にも見られる。

細胞骨格はカルシウムを主成分とし、細胞の形の維持に関わっている。

細胞内共生説によれば、植物細胞とはシアノバクテリアがミトコンドリアを取り込んで出来たものであると考えられている。

ゴルジ装置内では、タンパク質の分解が行われている。

小胞は、キネシンのようなモータータンパク質によって、微小管に沿って必要な場所に運ばれる。

葉緑体の中のクリステと呼ばれる構造は、光合成が行われる場所である。

核膜に存在する核膜孔と呼ばれる構造は、核と細胞質との間の物質の出入りを調節している。

リソソームは加水分解を行うため、その内部が洗剤と同じようにアルカリ性のpHとなっている

細胞膜は、リン脂質二重膜中にタンパク質が埋め込まれた構造をしているおかげで、結晶のように硬くなる特徴を持つ。その特徴によってさまざまな細胞の形が作られていると考えられている

細胞膜には細胞内部の恒常性を保つ機能が備わっている

膜内在性タンパク質は、そのタンパク質が持つ親水性領域がりん脂質二重膜内部の疎水性コアと引き合うことで膜内部に存在している

低張液に入れられた細胞は細胞膜が崩壊するが、その様子を説明するのが流動モザイクモデルである

細胞と細胞が接着できるかどうかは、細胞膜のリン脂質二重膜同志士の化学的な相互作用の相性のみで決定される

細胞膜を介した物質のやりとりは、全て細胞内外の濃度差、つまり濃度勾配のみによって説明できる

促進拡散はタンパク質が不要で、単純拡散にはチャネルやキャリアーのような膜タンパク質が必要である

細胞膜を介した物質のやりとりには能動拡散と受動拡散がある

細胞膜を介した物質のやりとりには、その物質の細胞内外での濃度差を低くしようとする働きと、逆に濃度差を作ろうとする働きの両方がある。

タンパク質、多糖、核酸などの高分子は、能動拡散によって積極的に細胞膜を通して輸送されている。

細胞の受容体によって認識される外部からのシグナル分子は、リガンドとも呼ばれる

外部からのシグナル分子が作用した細胞では、シグナル分子に応じたある特定の応答が誘導されるが、そのシグナル分子の受容体を持たない細胞ではそれら応答が引き起こされることはない。

シグナル伝達経路のクロストークとは、あるシグナル伝達経路が他のシグナル伝達経路に影響を与えることを指す

外部からのシグナル分子を認識する受容体は必ず細胞の表面に存在する

自己分泌性信号とは、信号を分泌した細胞自身にその信号が影響を与えることであり、パラクラインとも呼ばれる

あるリガンドがある特定の受容体に結合することができるのは、相互作用部位に全く同じアミノ酸配列を持っているためである

リガンドと受容体との相互作用の親和性を示す指標として解離定数というものがあるが、解離定数が高いほど結合は強くなる

物質の中には、ある特定の受容体に結合してその受容体のリガンド同様に、信号伝達を誘導するものが存在するが、そういった分子はアンタゴニストとも呼ばれる。

シグナル伝達の活性化とは、あるリガンドが特定の受容体を通して細胞内に入り込み、そのリガンド自身が細胞の核内DNAから必要な遺伝子発現を誘導することである。

カフェインは、ヒトの脳に存在するアデノシン受容体にアゴニストとして作用することでアデノシン受容体を活性化させ、ヒトを興奮状態にする

Gタンパク質共役受容体とは、リガンドの認識によってGタンパク質遺伝子を新しく翻訳合成する機能を持つことから名称が定められた受容体のことである

プロテインキナーゼとは、ADPを用いて標的タンパク質をリン酸化する機能を持った酵素のことである

細胞内受容体は、細胞内に入り込んだリガンドとの結合によって核内へと移行して、特定の遺伝子発現を誘導する転写因子であることが多い。

エストロゲンは細胞膜上のイオンチャネル型受容体によって細胞内に取り込まれて作用する。

受容体の活性化は、リガンドとの結合によって受容体タンパク質のみかけの分子量が大きくなってファンデルワールス力が高まることを指す

プロテインキナーゼカスケードは、一分子のリガンド認識が数多くのタンパク質のリン酸化を引き起こすというようにシグナルを増幅させる特性を持つ。一方、セカンドメッセンジャーはその名の通りシグナルを増幅させずに、一分子のリガンド認識によって一分子のセカンドメッセンジャーが生じて「伝令」として細胞内にシグナルを伝える特徴を持つ。

cAMPやCa2+イオン、脂質由来メッセンジャー、一酸化窒素は細胞内シグナル伝達のセカンドメッセンジャーとして知られているが、これらは全てリガンドの受容によって新たに細胞の中で合成される。

リン酸化やGタンパク質を介したシグナル伝達は、それぞれプロテインフォスファターゼやGTPアーゼによって活性化したシグナル伝達の不活性化が厳密に制御されているが、cAMPを介したシグナル伝達は、cAMP分子が自然拡散して細胞内濃度が薄まるまで不活性化が起きず、長時間、活性化が持続するという利点がある。

アラニン以外の全ての必須アミノ酸がプロテインキナーゼによってリン酸化される。

セカンドメッセンジャーであるNOは、リガンド受容刺激に応答したNO2脱酸素酵素の働きによって合成される。

各ステップでエラーが起きる可能性を内包するため、リガンド刺激に晒され続けて疲弊した細胞がある程度休むことが可能となる。

プロテインキナーゼは多くのタンパク質のリン酸化を触媒できるので、各ステップでシグナルを増幅させることが可能となる

多数のタンパク質がシグナル伝達に関わることで、一見、無駄な労力のように見えるが、細胞内に過剰に溜め込んだエネルギーを適切に消化することに大きく寄与している

各ステップで異なる標的タンパク質が用いられることで特異性をもたらすことが可能となり、プロテインキナーゼカスケード全体の応答の多様性がもたらされる。

真核生物の細胞分裂では、ゲノムDNAとミトコンドリア、ゴルジ装置などの細胞内小器官全てを均等に娘細胞に分配されるような仕組みが存在する

細胞分裂に向けた細胞内でのDNA複製には時間がかかるため、全ての細胞では常にDNA複製を行なっている

細胞分裂は、各細胞の役割や働き、周囲の環境などに合わせて、分裂開始に必要なシグナルによって厳密に制御されている。

細胞分裂は、生命活動においてとても重要であるため、全ての細胞がそれぞれ自律的に分裂し続けるようにできている

細胞周期が促進し続けてしまう状態が癌であり、細胞周期の抑制が解除されてしまった状態がアポトーシスである

DNAはクロマチンと結合することでヌクレオソームという構造を取る。

DNAはヒストンと結合することでヌクレオソームという構造を取る

細胞周期の各段階はチェックポイントで監視されており、例えばS期では不完全なDNA複製やDNAの損傷が監視されている。

細胞周期の各段階はサイクリンによって監視されており、例えばG1期ではp21というタンパク質がDNA損傷した細胞のサイクリンと結合することで細胞周期を停止させアポトーシスを誘導する。

染色体という構造はDNA複製が終了したS期から分裂が終了するまでの間のみ見られる。

分裂期は染色体構造が現れるため、DNA複製や転写が活性化するが、間期ではDNAが解けてどこにいるかわからないため、DNA複製や転写は起こらない。

姉妹染色分体を分裂した娘細胞に分ける動的な微小管構造を蜘蛛の糸と呼ぶ

各姉妹染色分体はタンパク質によって繋がれており、細胞周期促進複合体（APC）の機能によって活性化したセパラーゼによって切断される。

全ての真核生物の細胞分裂の仕組みは全く同じである

有性生殖は細胞分裂と同義で、全く同一の遺伝情報を持つ二つの娘細胞を作り出す

体細胞分裂では相同染色体は対合し、減数分裂ではそのようなことが起きないため、染色体の乗換えが起きる。

減数分裂時のキアズマ形成や各相同染色体の独立な分配が遺伝的多様性を生む原動力となっている。