第Ⅰ部 生物を読むための数学・データ基盤
第1章 生物を「量」で見る視点
1-1. 濃度・量・割合の区別
1-2. 比・倍率・増加率
1-3. グラフで生物現象を読む
1-4. 相関と因果の違い
1-5. 実験データの基本構造
第2章 グラフ読解と変化の数学
2-1. 横軸・縦軸の意味
2-2. 傾きが表す生物的意味
2-3. 面積が表す量
2-4. 直線と非線形の違い
2-5. 実験グラフの典型パターン
第3章 ばらつきと個体差の数学
3-1. 平均の意味
3-2. 分散と標準偏差
3-3. 個体差と多様性
3-4. 測定誤差と真の値
3-5. 生物データの解釈
第4章 確率で考える生物現象
4-1. 確率とは何か
4-2. 遺伝確率の考え方
4-3. 条件付き確率
4-4. 生存率・発症率
4-5. 確率と実験結果
第5章 ベイズ的思考
5-1. 情報による判断の更新
5-2. 仮説と証拠の関係
5-3. 実験結果の解釈
5-4. 医学・生態への応用
5-5. 推論としての生物学
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第Ⅱ部 細胞・分子・操作技術
第6章 細胞・分子レベルの基礎構造
6-1. 生体を構成する物質
6-2. 細胞膜と輸送
6-3. 細胞骨格とモータータンパク質
6-4. 細胞周期と調節
6-5. 細胞内タンパク質輸送
第7章 遺伝子発現と調節ネットワーク
7-1. セントラルドグマ
7-2. 原核生物の遺伝子調節
7-3. 真核生物の転写調節
7-4. エピジェネティクス
7-5. 選択的スプライシング
第8章 遺伝子を操作する技術
8-1. 制限酵素とプラスミド
8-2. PCR法と指数増幅
8-3. 電気泳動
8-4. 塩基配列解析
8-5. ゲノム編集
第9章 代謝とエネルギーの流れ
9-1. 酵素反応と速度論
9-2. 代謝経路の統合
9-3. 光合成と呼吸
9-4. プロトン勾配とATP合成
9-5. エネルギー保存
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第Ⅲ部 個体の調節と生存戦略
第10章 シグナル伝達と恒常性
10-1. 受容体と情報伝達
10-2. セカンドメッセンジャー
10-3. 内分泌・神経・免疫
10-4. フィードバック制御
10-5. 恒常性の破綻
第11章 生体の維持と数理計算
11-1. 腎臓の再吸収
11-2. 原尿量と濃縮率
11-3. 肝臓の代謝
11-4. 筋収縮とATP
11-5. 物質収支
第12章 植物の反応と調節
12-1. 植物ホルモン
12-2. 光受容体
12-3. 光周性
12-4. ABCモデル
12-5. 屈性と休眠
第13章 発生・分化・細胞運命
13-1. 受精と減数分裂
13-2. 形態形成
13-3. 中胚葉誘導
13-4. 分化と多能性
13-5. ES細胞・iPS細胞
第14章 神経・行動の数理的理解
14-1. 膜電位
14-2. シナプス伝達
14-3. 神経回路
14-4. 行動選択
14-5. 社会性
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第Ⅳ部 集団・進化・生態とモデル
第15章 進化と系統
15-1. 生命の起源
15-2. 三ドメイン説
15-3. 分子系統樹
15-4. 地質時代
15-5. 適応放射
第16章 進化と集団のダイナミクス
16-1. 自然選択
16-2. 集団遺伝
16-3. 遺伝的浮動
16-4. 適応度
16-5. 進化の証拠
第17章 生態系と物質循環
17-1. 生態系の構造
17-2. 食物網
17-3. 炭素循環
17-4. 生物多様性
17-5. 分布変化
第18章 個体数変動と捕食モデル
18-1. 指数増加
18-2. 環境収容力
18-3. ロジスティック成長
18-4. 捕食者―被食者モデル
18-5. 安定と絶滅
第19章 平衡点・周期・安定性
19-1. 定常状態
19-2. 安定平衡
19-3. 周期と振動
19-4. 概日時計
19-5. システム安定性
第20章 ロジスティック回帰と統計モデル
20-1. 二値データ
20-2. ロジスティック関数
20-3. 生存確率
20-4. 適応度の定量化
20-5. データ解析
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21-1. 遺伝子の証明
21-2. DNAが遺伝物質である証明
21-3. 半保存的複製
21-4. 仮説と実験
21-5. 対照実験の考え方
・なぜ比較が必要か
・操作変数／統制変数
21-6. 再現性と信頼性
・1回の実験を信じてはいけない理由
・標本数とばらつき
21-7. 因果関係の証明
・相関では不十分な理由
・除去実験・追加実験