【材料･科学･バイオ 5/5】〜細胞の化学組成、生体膜、材料の熱伝導、材料の結晶構造、力学特性試験、化学単位〜

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赤文字は重要ポイントです。

【細胞の化学組成】

〇生物の元素組成は地球表面に存在する非生物の元素組成とは著しく異なっており、地殻に存在する約100種類の元素のうち、生物を構成するのはごくわずかな元素である。

〇水は細菌細胞の重量の約70%を占める。

〇細胞を構成する総原子数の99%を主要4元素（水素、酸素、窒素、炭素）が占める。

〇生物を構成する元素の組成比はすべての生物でよく似ており、生物体中の総原子数の60%以上が水素原子である。

〇細胞内の主な有機小分子は、糖、アミノ酸、脂肪酸、ヌクレオチドである。

〇ヌクレオチドは核酸の構成単位である。

〇タンパク質は動物細胞を構成する有機化合物の中で最も重量比が大きい。

〇生体膜の構成要素の1つは脂質である。長い炭化水素鎖を持つカルボン酸である脂肪酸は、脂質の主成分であり、エステル体の形で脂質中に存在している。

〇生体膜に用いられる炭素数12以上の飽和脂肪酸の場合、炭素鎖が長い方が融点が高い。

〇細菌の培養温度を20℃から30℃に上昇させると細菌は環境に応答して、膜脂質を合成する成分として長鎖脂肪酸の割合が増える場合がある。

〇同じ炭素数でも炭素鎖中に不飽和結合が存在する脂肪酸は、飽和結合のみの脂肪酸と比べて融点が低い。

〇不飽和結合を有する脂質を含む生体膜は、飽和結合のみの脂質で構成された生体膜よりも流動性が増す。

〇細菌Eの培養温度を上昇させた場合、生体膜の流動性を保つため、膜脂質の成分として飽和脂肪酸が増加する場合がある。

〇高純度の金属においては、熱伝導は格子振動（フォノン）よりも自由電子によってより効率的に行われる。

〇不純物で合金化された金属では、高純度の金属よりも熱伝導率は低下する。

〇ガラスや非品質のセラミックスは、結品質のセラミックスよりも低い熱伝導率を示す。

〇セラミックス材料の気孔率を増大させると熱伝導率は低下する。

〇高分子の熱伝導率は結晶化率に依存し、結品化率が高く規則的な構造を持つ高分子は、同じ物質の非晶質のものより大きい熱伝導率を示す。

〇チタン酸バリウム系のセラミックスは高い比誘電率を持ち、コンデンサとして使用されている。

〇温度制御に用いられるサーミスタは、温度によってセラミックスの電気抵抗が変化する性質を利用している。

〇外部からひずみを加えると電圧が発生するセラミックスを圧電体セラミックスと呼び、着火装置や圧力センサとして使用されている。

〇電圧によって電気抵抗が大幅に変わるセラミックスはバリスタとして利用され、異常電圧から回路を守るために有用である。

〇結晶は、単位構造の並進操作によって空間全体を埋めつくした構造を持っている。

〇室温･大気圧下において、単体物質の結晶構造は、FeやNaでは体心立方構造、AlやCuでは面心立方構造、TiやZnでは六方最密充填構造である。

〇単位構造の中に属している原子の数は体心立方構造では2個、面心立方構造では4個、六方最密充填構造では2個である。

〇材料の弾型性挙動を、一軸引張試験機を用いて測定したとき、試験機から一次的に計測できるものは荷重と変位である。

〇荷重を変形前の試験片平行部の断面積で除すことで公称応力が得られ、変位を変形前の試験片平行部の長さで除すことで公称ひずみが得られる。

〇公称応力−公称ひずみ曲線において、試験開始の初期に現れる直線領域を弾性変形領域と呼ぶ。

〇砂糖（分子量342とする。）の各種濃度の水溶液の調製方法(水の分子量は18)とするとき。

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