授業科目名 年度 学期 開講曜日・時限 学部・研究科 全担当教員 単位数
30460:量子化学(M) § 30461:量子生物学(M) 2024 秋セメスター 月4 生命科学部 菊地 武司 2

キャンパス

BKC

授業施設

フォレストハウス１０３号教室

授業で利用する言語

日本語

授業の概要と方法

ゲノム情報からタンパク機能を推定・解析を行うためには、詳細な分子論的考察が重要になる。特に、構造のエントロピー効果や溶媒効果とともに静電的な相互作用や電荷のゆらぎなどの量子効果はタンパク機能に関する考察において不可欠である。本講義では、特に重要と思われる量子力学理論について概説する。その内容は、量子力学の基礎、分子軌道法、フロンティア軌道理論、生体分子の電子状態、ドラッグデザインへの応用である。

本科目の授業実施形態：対面

受講生の到達目標

１． 量子論の基礎、波動関数、固有方程式を理解する。
２． 原子、分子の電子構造の基礎を理解する。
３． 分子軌道法の基礎を理解する。
４． 分子軌道法の創薬への応用について理解する。
具体的にこれらの問題が解ける。

事前に履修しておくことが望まれる科目

物理１、化学１ 、物理化学１　生命物理学（化学統計熱力学）

授業スケジュール

授業回数/
担当教員（複数担当の場合） 		テーマ
キーワード・文献・補足事項等
Ⅰ／菊地

1
量子論の基礎

スペクトル、粒子性と波動性

２／菊地

2
原子模型と波動性の導入

ボーアの模型、シュレーディンガー方程式

３／菊地

3
波動関数

存在確率、固有方程式、１次元の粒子

４／菊地

4
水素原子

原子軌道、動径部分、角度部分

５／菊地

5
多電子原子とスピン

独立電子モデル、パウリの原理

６／菊地

6
原子の電子配置

組み立て原理、有効核電荷

７／菊地

7
摂動法

１次摂動、２次摂動

８／菊地

8
変分法

変分原理、リッツの変分法

９／菊地

9
多原子分子

ボルン・オッペンハイマー近似、断熱ポテンシャル

Ⅰ０／菊地

10
分子軌道（MO）

軌道エネルギー、HOMO、LUMO

Ⅰ１／菊地

11
分子構造

ウォルシュダイアグラム、結合次数

Ⅰ２／菊地

12
軌道の混合

軌道エネルギーの変化、混成軌道

Ⅰ３／菊地

13
分子軌道と化学反応

フロンティア軌道、軌道対称性

Ⅰ４／菊地

14
生体分子の電子状態

タンパク、核酸、ポルフィリン、フラビン

Ⅰ５／菊地

15
生体分子の電子状態 定量的構造活性相関、ドラッグデザイン

タンパク、核酸、ポルフィリン、フラビン

授業実施形態

対面講義を15回実施する。

授業外学習の指示

授業内容に出てくるキーワードとその意味をよく復習すること。教科書の章末問題を解いておくこと。

成績評価方法

種別 割合(%) 評価基準等
定期試験（筆記） 70

原子、分子の量子論的表現、生命科学への応用に関する理解を問う 。
レポート試験
（統一締切日を締切とするレポート）		 0

上記以外の試験・レポート、平常点評価
（日常的な授業における取組状況の評価）		 30

講義内にて２～４回分のレポートを課し、講義内容の理解を確認する。
講義への参加状況など総合的に評価する。

成績評価方法(備考)

受講および研究に関するアドバイス

授業を単に聴いているだけでは理解が不十分であると思われる。キーワードをしっかりと復習すること。キーワードは講義中に指摘する。

教科書

書名 著者 出版社 ISBNコード 備考
量子化学 大野公一 岩波書店 4000079867

教科書(使用頻度、その他補足)

教科書に沿って講義を進めます。また教科書に掲載されている演習問題や統計表を使って演習問題を解きますので、必ず各自で教科書を購入してください。

参考書

書名 著者 出版社 ISBNコード 備考
量子生物学入門 永田親義 学会出版センター 4762200689

参考書(使用頻度、その他補足)

特になし

参考になるwwwページ

随時紹介する

授業内外における学生・教員間のコミュニケーションの方法

コミュニケーションペーパー,その他(教員より別途指示）

備考

特になし
【科目ナンバリング・カリキュラムマップはこちらから/Click here to see the Curriculum-Map and Course-Numbering】
URL:https://secure.ritsumei.ac.jp/students/pathways-future/course/curriculum.html/