根本は生物学系統だけれども物理学も多用する研究、学問について教えてください!
また、そういう研究はどんなことに役立っていくのかも教えてもらえたら有難いです!
どうも漠然とした質問かもしれませんが、宜しくお願いします。

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A 回答 (6件)

やはり素人です。


ことばとして「生物物理学」は根本的に「物理学」じゃないですか?「ミルクチョコレート」は根本的には「チョコレート」。

kexeさんのいわれるように、物理学にふみこまないと進まない研究は多いですね。
もともと、いろんな研究対象があるのを、○○学、と整理しただけだから、境界線でくぎるものでもないでしょう。
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素人のMiJunです。


言葉の定義の話ですが・・・。

私もこの質問を読んだ時に、reio00と同様に「生物物理学」が頭に浮かびました。
しかし「根本は生物学系統」とあるので、ryumuさんの「量子生物学」を思い出せなかったので、「物理生物学(?)」はないだろうと思ってました(ある大学の講座名にはあるのかも・・・?)。

学生時代の漠然とした記憶では、「物理化学」と「化学物理(?)」があり、前者は化学がメインで、後者は物理がメイン・・・?
⇒これが記憶違いであれば、ご教示下さい。

さらに、「物理生物学」とのタームはあるのでしょうか・・・?

ご教示下さい。
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生物物理学の一派(?)の構造生物学屋のryumuです。


私は生体分子の原子核スピンの挙動から生体分子の構造情報を得て、構造と機能がどう関係するのかを探求しています。

で、生物物理学は、基本的に、”原子あるいは電子レベルで生命現象を理解しようとする学問”と言って良いのではないでしょうか。

ただ、物理学を多用する生物学・・・ってのは厳密に言えば多様していないほうが珍しいと思います。
研究を行ってる人自体が認識してるかどうかは別なんですが・・・

ちなみに「量子生物学」というのも存在します。
量子力学により生命現象を理解しようというものです。
例えばDNA塩基対の水素結合の間で、関与しているプロトンがトンネル効果により、その結合位置を変えると、塩基対の組み合わせが変わりうることも量子力学的な計算から示唆され、突然変異の機構の一つとして提唱されています。
いずれ量子力学を用いて生命現象を解明しようとすることが主流になると私は思います。
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 そのものズバリの学問分野「生物物理学」と言うものがあります。

これは,種々の生物現象(生命現象)を物理学的手法を用いて解明していこうとする学問です。

 どんな事に役立つかというと,私の身近な薬学分野では,酵素やレセプター等の生体内蛋白の立体構造を決めることで,それらの作用機構を解明したり,それらに効果がある薬物のデザインをしたりと言った事が行われています。

 この質問に関しては回答者の中に専門家の方もおられるのですが,御覧になっていないでしょうかね。
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えっと


神経系では膜電位などを考える際に電気回路を考える事があります

植物の成長に関しては
壁の圧力やぼう圧などを考えるのでこれも物理学に関係してますかね

あと動物の受精に関しては
物理的な刺激によっても受精膜ができたりするので
これも物理?ちょっとちがうかな(^_^;)

あと色ですね
動物の目が色を認識できるのか、目の構造と光の波長とか
例えばミツバチは偏光を認識して自分の位置をしる事が知られています

多用するというよりは原理に物理が関係しているだけかもしれません
参考になれば幸いです
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結構たくさんあると思います。


生物学系統のなかでも私は医学が詳しいのでそのなかから
例を挙げます。
放射線医学なんか、めちゃくちゃ物理学使います。
放射線医学というのは、レントゲンや、CT,MRIなどです。
体の中を切ることなく、いかに詳しく見れて、そして
小さな病変(病気)でも見つけられるかを追求している
ような学問です。
核関係の物理学をかなり使います。
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Q生命・記憶・人格等は物理学・化学的に説明できるか

命とは何なのかという問いにも関連します。

人体の組成は科学的にに解明されていると思います。水分、タンパク質、アミノ酸、脂肪、・・・等。
ですから、たとえば人工皮膚や人工骨を作ることは可能となっています。

成分的な組成は化学的に解明されているでしょうし、例えば皮膚はどのような構造を持っているか、骨や神経はどのように接合されているかといったことも物理学的に解明されていると思います。

しかし、まったく同じ成分比率の組成で同じ有機物体を作ったとしても、それがヒトではなく「人間」として物事を記憶し、人によってあらゆるタイプの人格があり、性格があり、笑ったり泣いたり、恋愛したり、という感情は心理学的、生物学的には説明できますが、物理学・化学のように物質の構成や組成の観点から説明することは出来ますか。

今現に私がこのように「生命とは何なのだろう」と考えていること、それ自体が、物理学や化学で説明することはできるのでしょうか。心理学は、「こころ」を対象としていますが、そもそも「こころ」とは何なのか、生物学的には大脳がどうのこうの、と説明するでしょうが、エネルギーや位置、元素、化学物質などの観点から説明がつくのでしょうか。

命とは何なのかという問いにも関連します。

人体の組成は科学的にに解明されていると思います。水分、タンパク質、アミノ酸、脂肪、・・・等。
ですから、たとえば人工皮膚や人工骨を作ることは可能となっています。

成分的な組成は化学的に解明されているでしょうし、例えば皮膚はどのような構造を持っているか、骨や神経はどのように接合されているかといったことも物理学的に解明されていると思います。

しかし、まったく同じ成分比率の組成で同じ有機物体を作ったとしても、それがヒトではなく「人間」とし...続きを読む

Aベストアンサー

>まさにそこが疑問の根本なのです。
>少なくとも物質的、組成的にはイコールなものを作ったとしても、それは生命体の一部として置換できない。なぜまったく物理的、化学的に同じ物質を作っても、それは生命体とはならないのだろうか、というのが疑問です。

当たり前です。生命は極めて精緻な分子機械です。タンパク質や核酸などで構成されたモーターやポンプ、リアクターが精密に配置されて初めて生命となるのです。粘土みたいに構成物質を適当に混ぜ合わせても生命にはなりません。
現在の科学では生命を構成する原子や分子などの構成は分かっていますが、それらの分子がどのようなマクロな構造を構成しているかまだまだ完全に解明した訳ではありません。
解明されている部分もかなりありますが、解明できたと言ってそれを人工的に作れるかというと無理です。細胞の部品はナノ単位であり、しかも三次元的かつ流動的に組み上げられており、それを適切な精度で組み立てる技術がありません。

コンピューターで例えてみましょう。
コンピューターは各種金属やプラスティックなどの化学物質でできていますが、それらの原料を適当に混ぜてコンピューターっぽい形のものを作ってもそれはコンピューターにはなりませんよね。
コンピューターとして機能させるにはHDDですとかマザーボードですとか配線ですとか、コンピューターを構成する部品を作って適切に組み立てる必要があります。
また、コンピューターの理論を知っていればコンピューターの原理を説明できますがコンピューターを1から作るには適切な工学機械が必要です。原理や理論を知っているからと言って原料(金属や化学物質やら)だけを渡されても手作業でコンピューターを作るのは不可能でしょう。


人工骨とか人工皮膚だとかは単に人体に拒絶されにくい物質でそれっぽい形のものを作っただけです。
これを人体同様に代謝したりできるようにするには分子レベルで細胞小器官だとか細胞膜だとかを完璧に作り上げる必要があります。現代の技術ではそれは到底不可能です。
せいぜいDNAなどの限定的なものだけですね。ですがいずれ技術が発展して細胞小器官等をきちんと組み立てられるようになればクローンなどを必要としないゼロからの生命体を作ることができるかと思います。


>生物学的には説明できますが、物理学・化学のように物質の構成や組成の観点から説明することは出来ますか。

現在の生物学ではまだまだ無理でしょう。生命を構成する化学反応は極めて膨大で解明できていないことが多数あります。
ただ、1つ気になったのは質問者様は生物学を物理や化学と完全に独立した存在だと思われているのではないかということです。
生物だってその肉体は化学物質で構成され、様々な物理的原理や化学反応によって稼働していることは明らかになっています。大脳を構成するシナプスが電気信号のやり取りをする原理は物理学や化学によって解明されています。肉体機能を調節するホルモンは化学的にどのような物質でどのように細胞に働きかけるかも物理的化学的なアプローチから研究されています。
ですので生物学と物理や化学を切り離して考えることはナンセンスです。

>まさにそこが疑問の根本なのです。
>少なくとも物質的、組成的にはイコールなものを作ったとしても、それは生命体の一部として置換できない。なぜまったく物理的、化学的に同じ物質を作っても、それは生命体とはならないのだろうか、というのが疑問です。

当たり前です。生命は極めて精緻な分子機械です。タンパク質や核酸などで構成されたモーターやポンプ、リアクターが精密に配置されて初めて生命となるのです。粘土みたいに構成物質を適当に混ぜ合わせても生命にはなりません。
現在の科学では生命を構成...続きを読む

Q古生物学を学ぶのに良い学部、学問

今私は高校二年生で大学進学を希望しており、古生物学をやりたいと思っています。が、日本の大学には古生物学部、学科という物が存在しないようなのでせめて古生物学を将来やるのに有効そうな大学,学部,学科を探しているのですが中々見つかりません。
漠然と生物,地学系の学科が良いという気はするのですが具体的にどの大学のどんな学科がいいのか分かりません。どなたか教えてください。

ちなみに学校では生物と化学をやっています。地学は学校の方針で学べないのでとっていません。大丈夫でしょうか?

Aベストアンサー

 生物学を学ぶ者としては、古生物学という括りは大雑把過ぎる印象があります。植物なら植物、バクテリアならバクテリア、脊椎動物なら脊椎動物の学者が分類学、進化系統学などの名前で研究していることが多いです。いわゆる「恐竜」の場合は爬虫類学、鳥類学でしょうか。古生物学、と本当に名乗っているのは恐らく古生代の生物学でしょう。博物学と言い換えることも出来るかも知れません。それらの化石が余り出ない日本では確かに研究しにくいですね。
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Q化学は物理学の一部にしかすぎない?

僕は化学科なのです、物理学科の先輩から、「化学というのは物理学の一部なんだよ。物理学という壮大な学問と比べると化学というのはちっぽけな学問。超分子とか有機とか無機とかそんな感じしかないだろ?物理は宇宙から素粒子まで幅広い。残念ながらお前は選択を間違えたな。」といわれました。先輩といえど腹が立ちました。僕は物理には疎いのですが物理と化学に詳しい人はこのことについての意見をいただけませんか?

Aベストアンサー

まぁ否定できない面もあります。
化学では、原子・分子の状態を考えるのに量子力学を使っていますが、もちろんこれは物理の産物です。
熱力学もそう。統計力学もそう。
・・・というか、こういった学問の黎明期には、あまり物理と化学の区別は無かったのかな、という気もしますが・・・熱力学で扱われていたのはガスの燃焼とか化学反応だったし。量子力学に関して言えば、100年近く前に物理学者が見いだしたことを、数年~数十年してから化学者が使える形に整形されてきた、という感じでしょうか。でも元々は原子・分子の記述から始まったので、化学そのものをやっているとも言えます。

化学は物理よりも実学・応用の面が強いと思うんですよ。
それはそれで悪いことではないですよね。
先輩が使っているものだって、ほとんどは高分子化学(プラスチックなど)や金属学(言うまでも無い)、無機化学(半導体とかガラスとか・・・)の産物の固まりです。
例えば、高分子をとってみれば、高分子の構造を理論的に記述することが物理学者・理論化学者によって行われてきましたが、そうしたことが始まる前に、既に偉大な有機化学者たちが優れた知識・技術をもとに様々な高分子を作っているわけで。
ま、反撃したいのなら、その先輩に「じゃあ化学で作られたものは全部使わないで研究、生活してくださいね」とでも言ってみては。
有機化学・無機化学は今でも昔から積み重ねられた知識と、磨いた技術がモノを言う世界です。物理学からもらった理論だけでは何もできません。
(私もちょっと腹が立ったので語気が荒くなってしまって申し訳ない)

私も物理の理論は分からないなりに壮大でおもしろそうには思います。
でも、自分で設計した分子を自分の手で合成して、それがなんかおもしろい挙動を示してくれたりすると、これはこれでとても楽しい。

壮大でないかもしれませんが、そもそも学問をそうした物差しで考えること自体おかしい、と私は思います。
そんなこといったら、ひたすら古典文献の文献調査をして目録を作るような学問は全くダメ、ということなのでしょうか(すいません、書誌学をやっている方を馬鹿にするつもりは私自身は全くありません。化学も地道かつ忍耐の必要な作業の繰り返しです)。

いろいろ書きましたが、自分がやりたいことやるのが一番です。
幸い、日本の化学は世界と比べても十分張り合えます。
良い結果を出して、先輩を見返しましょう。

まぁ否定できない面もあります。
化学では、原子・分子の状態を考えるのに量子力学を使っていますが、もちろんこれは物理の産物です。
熱力学もそう。統計力学もそう。
・・・というか、こういった学問の黎明期には、あまり物理と化学の区別は無かったのかな、という気もしますが・・・熱力学で扱われていたのはガスの燃焼とか化学反応だったし。量子力学に関して言えば、100年近く前に物理学者が見いだしたことを、数年~数十年してから化学者が使える形に整形されてきた、という感じでしょうか。でも元々は原...続きを読む

Q生物系統学や生物進化学が学べる大学

系統学や生物進化学が学べる大学を教えてください。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

国立大学(法人)の総合大学の農学部、生物資源科学部にある生物科学などその辺の学部学科ならたいていどこでも学べます。
しかし植物系統分類学に力をいれているとか、動物系統分類学に力をいれているとか大学によって違いますので、そのように漠然と聞かれてもなかなか回答が難しいのです。
どんな分野を勉強したいのでしょうか。
自分でやってみたい分野のキーワードを見つけて(たとえば裸子植物における植物系統分類など)、それをいろいろな大学のホームページで調べるのが早いと思います。
やっぱり自分が一番勉強したい分野をやっている大学がいいと思うのです。

Q化学を追究していくと物理学になる?

物理学を専攻している院生の先輩が、
「化学を追究していくと物理学になる。化学反応も電子の移動と見なせば物理になる」といってました。
よくわからなかったので、どういうことかわかる方は教えていただけませんか?

Aベストアンサー

「化学を追究していくと物理学になる。化学反応も電子の移動と見なせば物理になる」

「化学反応の統一原理を追究していくと物理学になる。」
→物理屋がよく言う
「物理現象の統一記述を追求していくと数学になる。」
→数学屋がよく言う
「生物現象の統一原理を追求していくと化学反応になる。」
→化学屋がよく言う

統一と言うことは、個別の条件を無視すると言うことの言い換えでもあります。
化学反応は化学反応で、それぞれの反応は別物。
ただし、電子の移動だけに注目すれば、物理学として説明できる。
というもの。

Aベストアンサー

すみません、質問の主旨がわかりづらいので、具体的にどういう感じの学問のことなのか、補足をお願いします。

一口に「現在の人類や生物のあり方生き方の研究」といっても、生物学的にみるものや、哲学的にみるものなどあると思いますし。
生物学的にみるとしても、人類寄りなら社会人類学などもありますし、広く自然のことをみるとなると生態学なんかもあります。
なので、もう少し具体的にお願いします。

Q基礎的な生物学(化学も含む)の理解

はじめまして。
私は現在大学1年生です。高校では生物(化学)を履修していたので、大学の生物学(化学)の授業に一応ついていけてはいるのですが、農学系の学科にいるので、もっと踏み込んで学びたいと思っています。
ですが、私自身にごく表面的な、どの高校の教科書にも載っているような簡単な知識しかなく、全体が把握しきれていないので、深く踏み込めない状態です。
そこで、基礎的な生物学(化学も含む。高校の範囲を超えて)をしっかり学べるお勧めの本はありませんか?英語が苦手なので、日本語で書かれたものでお願いします。
大学で使っている教科書で学ぼうかと思いましたが、内容が非常に薄くさらっと流したものなので、自分で勉強しづらいです。
回答よろしくおねがいします。

Aベストアンサー

大学の図書館で探してみてはいかがでしょうか?
ある程度の冊数を見比べれば、質問者様にあったものが見つかると思います。

個人的に使えると思うのは「ヴォート基礎生化学」です。
ただ独学は厳しいかもしれません。
http://www.bk1.jp/product/02746106

狭い分野になってしまいますが、分子細胞生物学なら「エッセンシャル細胞生物学」がいいと思います。少なくとも上記の本よりは分かりやすいと思います。
http://www.bk1.jp/product/02593483

両者ともおそらく大学の図書館ならあると思うので、一度見てはいかがでしょうか。

Q生物学の系統樹について質問です。

生物学の系統樹について質問です。
NJ法などで系統樹を描くとき、たとえばA,B,C,D,E,a,b,c,d,eの10個から作ったとします。
このとき系統樹の枝が大文字と小文字で大きく分かれたとして、次に全く同じプログラムを使って、A,B,C,a,b,cで系統樹を描いたら、大文字と小文字がサブツリー内に混在する系統樹が描写された・・・のようなことは経験ありますか?
この様に系統樹を描き、その後その系統樹のいくつかのものだけをピックアップして再度NJ法による計算を行うと、大元の系統樹を反映していない図が描かれてしまいます。
このような事例について、なぜ起こるのかと言った原因から、どうすれば対策できるのかまで、何でも構いませんので、同じような体験をされている方からアドバイスを頂きたいと考えております。
ご存知の方ご教授をお願いいたします。

Aベストアンサー

再登場です。このパズル、とっても頭の体操になって楽しかったです。
添付した図のような場合にCTABさんのような状況が起きます。
上の図ではBとDが100個もの共有派生形質をもっていて、この影響でBはAやCよりもDと近縁とみなされます。
BとAの間にも、赤で描いた50個の共有派生形質があるのですが、これらは平行進化と解釈した方が最節約な説明になるわけです。
ところが、Dを解析から取り除くと、この50個の形質はAとBが近縁であるということを支持するので、
上の系統樹ではAとCを結び付けていた2個の派生形質が平行進化とみなされるようになるというわけです。

実際に、一部の枝で突然変異が多くなると、他の部分に影響が出るようです。

Q高校で学ぶ生物学・化学の内容について

私は商業高校出身の文系人間なのですが、
最近、生物学や化学に興味が湧き、独学で高校の内容から
勉強をしたいと考えております。

そこで質問なのですが、生物学や化学を学ぶにあたり
数学の素養はどの程度必要なのでしょうか?
何分、商業高校では数学は数学IAをすこしかじっただけなので
不安に思っています。

回答をよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

 物理をやるのでなければそんなに数学の知識が無くては太刀打ちできないという感じではないと思われます。
 逆に物理をやるのであれば高校の微分・積分の知識が無ければ相当辛いと思われます。
 そして数学の知識が無くても一番出来そうでとっつきやすいと思われるのは生物です。というわけでまず生物から始めてみるのが良いのではないかと思います。

Q系統樹の、動物分類学的視点から見た長所と欠点

↑とはなんですか?よろしくお願いします。

Aベストアンサー

 補足していただいて概要がつかめました。これは先生の日本語が変なのですね。出題意図がつかめなくて当然だと思います。
 生物の真の系統関係を知ることは不可能ですが(過去のことだから)、系統樹を描く人は様々な手段を用いてそれを復元することを目指しています。つまり、系統樹は「事実」に近いものであり、それに長所や欠点があろうはずがありません。
 この出題者が言いたかったのは、系統関係を生物の分類にそのまま反映させるとどのような長所や短所が生じるか、ということでしょう。あるいは、現在広く受け入れられている生物の分類体系と系統関係の間にはどの様な矛盾があるか、といってもよいでしょう。
 
 ほとんどの分類学者は、系統関係をそれなりに反映した分類体系を作りたいと考えています。これを突き詰めて考えると、ある「種」が種分化を起こして2種に分かれたなら、それらを対等な分類群として扱うということになります。この2種がその後それぞれ種分化を起こした場合でも、それぞれを起源とする系統どうしを対等に扱いたいわけです。当然のことだと思います。
 さて、ここに系統関係の推定された動物のグループがあるとします。例えば、脊椎動物としましょう。
 
A  B   C  D   E
\ \ \ \/
  \ \ \/
   \ \/
    \/

 このような系統樹が得られたとしましょう(うまく表示されるといいのですが)。理想に従えば、DとEは分類学上対等であるべきです。例えば、Dが「種」ならばEも「種」と言う具合。これには何の問題もなさそうなのですが。。。。
 もう一つ過去にさかのぼって考えると、Cと(D+E)もまた対等になるべきです。Cが一つの属を、(D+E)もまた一つの属を表すという具合。べつに良さそうな気がしますか?しかし、一番深いところまでさかのぼって考えると、Aと(B+C+D+E)もまた対等なはずです。記号だけ見ていると、これで良さそうなのですが、じっさいに、脊椎動物の系統樹を調べてみると、AもBもCも「魚類」で、Dが「両生類」で、Eが「は虫類と鳥類とほ乳類」な訳です。つまり、私たちにはどう見ても「さかな」に見えるものは、系統学的には非常に多岐にわたっていて、(系統関係を分類の基礎とするという)理想に従えば、非常にたくさんの、また非常に高位の分類群に分けなければならず、我々の直感と相容れないわけです。

 というわけで、分類学者の間ではどのようなグループ分けがよいかについて熱い議論が戦わされています。出題の意図はこんなことでおわかりいただけたでしょうか。
 この問題は短い文ではなかなかうまく説明できません。深く知りたい場合は、No.164515の質問にishi_ty さんが挙げられた本を読まれると良いと思います。

参考URL:http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?qid=164515

 補足していただいて概要がつかめました。これは先生の日本語が変なのですね。出題意図がつかめなくて当然だと思います。
 生物の真の系統関係を知ることは不可能ですが(過去のことだから)、系統樹を描く人は様々な手段を用いてそれを復元することを目指しています。つまり、系統樹は「事実」に近いものであり、それに長所や欠点があろうはずがありません。
 この出題者が言いたかったのは、系統関係を生物の分類にそのまま反映させるとどのような長所や短所が生じるか、ということでしょう。あるいは、現...続きを読む


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