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自然科学系の学科のことを「理科」といいます。多くの人は，中学校や高校で，「生物」「化学」「物理」「地学」の，四つの分野を学んだのではないでしょうか。

中学校や高校で理科を学ぶのには，理由があります。それは，理科の知識を「教養」として身につけることで，自然界のさまざまなしくみやルールがわかるようになるからです。そして，単に知識がふえるだけではなく，物事を科学的に考えられるようになります。SNSやインターネット上の情報を簡単に信じこまず，疑問に感じたことをきちんと調べ，検証するくせを早いうちにつけておくと，その後の人生にきっと役立つでしょう。

さらに，理科は最先端の科学の基礎にもなります。中高で学習する理科の知識を正しく身につけることで，世の中の見え方が変わってくることでしょう。

この本は，中学校と高校で学ぶ理科の重要項目を，1冊に凝縮したものです。1章で「生物」，2章で「化学」，3章で「物理」，4章で「地学」を紹介していますが，どの章から読んでも大丈夫！　好きなところから読み進め，大いに楽しんでください。

プロローグ
身近なニュースには，「理科」がいっぱい！

1.生き物の共通点と多様性をさぐる「生物」
中高の「生物」では，こんな内容を学ぶ
すべての生き物が「細胞」でできている！
植物は，「光合成」をして栄養をつくる
細胞はDNAをもとに，さまざまなタンパク質をつくる
コーヒーブレイク　コロナ禍に大活躍した「分子生物学」
動物の生殖には，二つのパターンがある
「遺伝子」は，どのように子孫に伝わるのか
遺伝子組みかえとゲノム編集
およそ3000万種もの生物を生みだした「進化」のしくみ
動物は，背骨があるかないかで分類される
生物も環境も，「生態系」というまとまりに属する
生命維持に欠かせない酸素と栄養
脳と体をつなぐ「情報伝達システム」
ヒトの体を守る「免疫システム」
コーヒーブレイク　生物学と化学のコラボで新薬を開発

2.物のなりたちと性質を解き明かす「化学」
中高の「化学」では，こんな内容を学ぶ
物質は温度に応じて「固体」「液体」「気体」に変化する
「水にとける」とは，水分子と物質が均一にまざること
ある物質が別の物質に変わる「化学反応」
コーヒーブレイク　化学反応を加速させる魔法の物質「触媒」
「周期表」を理解すると，元素の性質がよくわかる！
原子の中の電子には，ルールに沿った“部屋割り”がある
水溶液が電気を通すかどうかは「イオン」で決まる
スマホや家電製品に欠かせない「レアメタル」
原子の結びつき方が，物質の性質を特徴づける
電子のはたらきから，化学反応のしくみをさぐる
水素と酸素を反応させて電気をつくる「燃料電池」
炭素のつながり方で，有機化合物の種類が変わる
レジ袋やペットボトルに使われる「ポリマー（高分子）」
コーヒーブレイク　化学の知見が宇宙物理学の発展に貢献

3.自然界の背景にある法則をさぐる「物理」
中高の「物理」では，こんな内容を学ぶ
エネルギーは，形が変わっても総量は変わらない
あらゆる物体の運動に通じる「運動の3法則」
運動量は，運動の勢いをあらわす量
質量をもつ物体には引力がはたらく
コーヒーブレイク　長年の常識を否定したガリレオの発見
気体の圧力は，温度が低くなるほど小さくなる
音も，光も，電子もすべて「波」
音の高さは，音の波長で決まる
光が凹レンズを通過すると，広がって進む
光は波長ごとに名前がつけられている
コーヒーブレイク　シャボン玉が七色に光るわけ
磁石を動かすと電気が流れる「電磁誘導」
電流を生みだす「電圧」，電流をさまたげる「抵抗」
コーヒーブレイク　物理学と生物学の知見を医療に応用

4.地球や宇宙のダイナミックな変動「地学」
中高の「地学」では，こんな内容を学ぶ
地震や火山噴火の原因は，地球をおおうプレートの動き
火山活動が，さまざまな鉱物を生みだした
時代ごとにことなる粒子が重なって「地層」となる
およそ27億年前，地球にシアノバクテリアが大発生！
中生代に恐竜が誕生。そして哺乳類の時代がはじまる
蒸発した海の水が，陸の雨になる
地球は，太陽から放射エネルギーを受けている
「太陽系」は，地球を含む八つの惑星をもつ
コーヒーブレイク　月の誕生が地球の運命を変えた
宇宙は，およそ138億年前に誕生した
太陽の中では核融合反応がおきている
光り輝く恒星も，やがて“死”をむかえる
太陽系が属する天の川銀河と，その外側の宇宙
コーヒーブレイク　理科の知識を総動員して「地球外生命体」を探査