| 科目名[英文名] | |||||
| 生命物理化学Ⅰ [Biophysical Chemistry Ⅰ] | |||||
| 区分 | 工学部専門科目 | 選択必修 | 単位数 | 2 | |
| 対象学科等 | 対象年次 | 2～4 | 開講時期 | 1学期 | |
| 授業形態 | 1学期 | 時間割番号 | 022155 | ||
| 責任教員 [ローマ字表記] | |||||
| 中村 暢文, 一川 尚広 [NAKAMURA Nobufumi, ICHIKAWA Takahiro] | |||||
| 所属 | 工学部 | 研究室 | メールアドレス | ||
| 概要 |
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＜目的＞生命工学の中で基礎となる物理化学について学ぶ。ライフサイエンス基礎科目の１科目であり、専門分野のベースとなる科目の一つである。具体的には、熱力学で学んだ概念に基づき、化学平衡や電子移動反応などの生体系の中でも重要な現象について理解できるようになること。また、量子力学の考え方とそれを基礎とする生命現象を観測するツールとしての分光学について理解できるようになることを目標にしている。 ＜概要＞熱力学の応用編である、「相平衡」「化学平衡」「電気化学の基礎」について、また、量子力学の応用編である「分光学」について、教科書に基づいて講義する。各回の授業において、その回の授業内容の理解を深めるため、演習を行なうので、復習に役立ててほしい。英語の教科書を指定しているので、予習して授業に臨み、専門用語を英語、日本語の両方で習得してほしい。 |
| 到達基準 |
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熱力学と量子力学は物理化学の二本柱であり、これらの学問が生命化学においてどのように用いられているかを理解し、以下の２項目を達成することが求められる。 １）熱力学に基づいて化学平衡、生命現象、生体、生体高分子を議論できるようになる。 ２）量子力学の基礎を理解した上で、生体分子の観測に用いられる分光法について、原理から理解できるようになる。 この科目はディプロマポリシーの観点Aに対応づけられている。 |
| 授業内容 |
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第１回 この授業のオリエンテーションならびに熱力学の復習 第２回 相平衡１（教科書第３章） 相、相転移、相図について学ぶ。 第３回 相平衡２（教科書第３章） 理想溶液、ラウールの法則、理想希薄溶液、ヘンリーの法則について学ぶ。 第４回 相平衡３（教科書第３章） 生体高分子や生体膜の相転移、化学ポテンシャルの概念について学ぶ。 第５回 相平衡４（教科書第３章） 実在溶液、活量、束一的性質（沸点上昇、凝固点降下、浸透圧）について学ぶ。 第６回 化学平衡１（教科書第４章） 反応ギブズエネルギー、化学平衡、平衡定数について学ぶ。 第７回 化学平衡２（教科書第４章） ル・シャトリエの原理、生体エネルギー論について学ぶ。 第８回 化学平衡３（教科書第４章） 酸と塩基、プロトン解離平衡、緩衝溶液、高分子電解質について学ぶ。 第９回 中間テスト 第１０回 中間テストの解説 第１１回 イオンと電子移動の熱力学１（教科書第５章） 生体膜を通過するイオン移動および酸化還元電位について学ぶ。 第１２回 イオンと電子移動の熱力学２（教科書第５章） 標準電極電位および生体エネルギー論における電子移動について学ぶ。 第１３回 サイクリックボルタンメトリー（CV）（教科書第５章） 第１４回 生化学における分光法（教科書第１２章） 量子力学の復習と紫外・可視スペクトル 第１５回 期末テスト |
| 履修条件・関連項目 |
| 本講義は「物理学I」「物理学II」をベースとしており、「物理学III」とも関連が深い。前記科目とあわせて履修することが望ましい。また、「生命物理化学II」にも連動している。 |
| テキスト・教科書 |
| Physical Chemistry for the Life Sciences 2nd ed., P. Atkins and J. de Paula, Oxford University Press, Oxford, UK, 2011. |
| 参考書 |
| 「クーン・フェルスターリンク物理化学I,II」「アトキンス物理化学上下」「マッカーリ・サイモン物理化学上下」など、その他にも講義中に適宜紹介する。 |
| 成績評価の方法 |
| 演習やレポート（１０％）、中間（３５％）、期末試験（５５％）の成績により評価を行う。 |
| 教員から一言 |
| 様々な自然現象を科学的に理解する上で、基礎中の基礎となる学問分野です。生命現象を理解するのにももちろん必要となりますのでしっかり理解して欲しいと思います。 |
| キーワード |
| 熱力学，量子力学，化学平衡，電子移動，生体エネルギー論，分光学 |
| オフィスアワー |
| オフィスアワー：毎週金曜日の午後４時〜５時まで、場所：１２号館３０７号室 |
| 備考１ |
| オンライン授業導入のため修正があります。Google Classroomを参照してください。 |
| 備考２ |
| 参照ホームページ |
| 開講言語 |
| 日本語 |
| 語学学習科目 |
| 英語 |
| 更新日付 |
| 2021/10/01 9:45:51 |