数学动力学模型:在生物物理和生物化学中的应用

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葛颢,钱纮 著
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  • 数学建模
  • 动力学系统
  • 生物物理学
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  • 微分方程
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出版社: 北京大学出版社
ISBN:9787301280324
版次:1
商品编码:12172148
包装:平装
丛书名: 北京大学现代数学丛书
开本:16开
出版时间:2017-03-01
用纸:胶版纸
页数:472
字数:221000

具体描述

编辑推荐

本书是田刚院士主编的“北京大学现代数学丛书”之一,系统地论述了数学动力学模型在生物物理及生物化学中的应用,并给出了一些新的研究成果。

内容简介

本书系统讲解与细胞生物学、分子生物学以及神经生物学等有关的生物物理及生化系统建模方面的知识和方法,主要的数学工具会涉及常微分方程、概率论和随机过程等。本书的特点在于用数学的语言描述和刻画化学过程和生命活动,在不失严格性的同时丰富学生的眼界,让他们领略到学科交叉的魅力。

目录

目 录
第一部分 背景知识
第一章 学科背景与细胞生物学基础
§11 背景
§12 什么是数学模型
§13 我们对生物细胞知道些什么
131 化学反应基础知识
132 细胞,蛋白质,脱氧核糖核酸和核糖核酸
133 分子生物学中心法则
134 细胞调控
第二部分 确定性动力学模型
第二章 质量作用定律和化学平衡态动力学简介
§21 反应动力学方程: 原子守恒和质量作用定律
§22 热力学与反应常数
§23 化学平衡态动力学和细致平衡条件
§24 闭化学反应系统的平衡态是全局渐近稳定的
阅读材料
习题
第三章 经典米氏酶动力学理论
§31 酶:作为催化剂的蛋白质
§32 产物生成率和倒易关系
§33 Michaelis-Menten 理论
331 米氏酶动力学方程
332 奇异摄动的例子
333 奇异摄动理论:外部解和内部解以及它们的匹配
334 米氏酶动力学,饱和度和双分子反应
§34 别构合作效应
341 同一种配体之间的别构合作效应与希尔函数
342 不同配体之间的别构合作效应
阅读材料
习题
第四章 常微分方程定性理论简介
§41 相图、不动点及其稳定性
411 一维动力系统
412 二维动力系统
§42 分岔理论
第五章 信号传导系统的确定性动力学:超灵敏度、反馈和分岔
§51 信号开关的典型动力学
§52 磷酸化{去磷酸化环中的米氏酶动力学
§53 具有反馈的磷酸化{去磷酸化环
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习题
第六章 细胞电生理学,神经元兴奋性和 Hodgkin-Huxley
理论 67
§61 电化学势:Nernst-Planck 方程 67
§62 Hodgkin-Huxley 模型 69
621 细胞膜作为电容 69
622 离子流,离子通道和单通道记录 70
623 相图定性分析 72
§63 FitzHugh-Nagumo 模型 77
631 门限现象和可激发性 77
632 双稳态和神经元振荡 77
633 推广的 FitzHugh-Nagumo 模型 78
§64 神经网络和 Hopˉeld 以内容设定地址的存储模型 79
641 Hopˉeld 离散网络 79
642 Hopˉeld 连续网络 79
目录 vii
习题 81
第七章 生物化学振荡与钙动力学 84
§71 生物化学振荡和 Hopf 分岔 84
§72 钙动力学基本生物知识 86
§73 钙离子振荡 88
731 两个库的模型 89
732 兴奋性 (可激发性) 和振荡 90
§74 钙释放的具体机制 92
741 IP3 受体 92
742 Ryanodine 受体 95
阅读材料 96
习题 96
第八章 中心法则与细胞调控:操纵子 100
§81 色氨酸操纵子:负反馈 101
811 色氨酸操纵子构成及其功能 101
812 色氨酸操纵子数学模型 102
§82 乳糖操纵子:正反馈 104
821 二次生长实验 104
822 乳糖操纵子构成及其功能 105
823 乳糖操纵子数学模型 106
阅读材料 108
习题 108
第九章 协助扩散和电扩散 110
§91 细胞膜的结构 110
§92 扩散过程的一般理论 111
921 菲克定律 112
922 扩散系数 113
923 通过膜的扩散:欧姆定律 113
§93 协助扩散 114
§94 电扩散: Goldman-Hodgkin-Katz 电流方程 116
941 Nernst-Planck 方程 117
viii 目录
942 常数电场近似 117
阅读材料 118
习题 119
第三部分 随机性动力学模型
第十章 重要概率分布及随机过程简介 123
§101 概率论基本知识 123
1011 随机变量、均值和方差 123
1012 随机变量的函数和香农熵 124
1013 条件概率,全概公式和逆概公式 125
§102 高斯分布和布朗运动 126
1021 对称随机游动和中心极限定理 126
1022 从对称随机游动到布朗运动 127
1023 应用 128
§103 泊松分布和泊松过程 130
§104 单分子反应的随机模型简介 134
1041 质量作用定律 134
1042 一阶反应的指数分布等待时间 134
1043 单分子反应的化学主方程 135
1044 平稳分布和平稳过程 136
1045 随机轨道的统计分析 137
§105 具有产生和降解的简单非单分子化学反应系统 139
§106 一般连续时间马尔可夫链简介 140
1061 基本定义与性质 141
1062 转移速率矩阵的概率意义 142
习题 144
第十一章 随机单分子酶动力学与化学非平衡定态随机理论 145
§111 单分子米氏酶动力学随机理论 145
1111 产物等待时间的具体分布 145
1112 环流和非平衡定态 147
1113 平均环等待时间 151
目录 ix
1114 步进概率 154
§112 涨落酶和动力学合作 155
1121 自由状态构象单一酶的普适米氏方程 156
1122 动力学合作 156
§113 修饰子的激发|抑制转换 158
§114 动力学校对和特异性放大 160
阅读材料 163
习题 164
第十二章 化学主方程 166
§121 化学主方程简单实例 166
1211 简单异构化反应 166
1212 双分子反应 169
1213 米氏酶动力学 170
§122 单细胞中心法则的化学主方程模型 171
1221 最简单的机制 171
1222 两状态基因开关模型 175
§123 建立化学主方程的一般方法 178
阅读材料 179
习题 180
第十三章 大偏差、非平衡态景观函数和单细胞表型迁移速率
理论 181
§131 大偏差基本知识 181
1311 独立同分布随机变量序列 181
1312 一般理论 183
1313 大偏差的分类 185
§132 单细胞正反馈磷酸化{去磷酸化信号开关的化学主方程
模型 186
1321 非平衡态景观函数和相变 187
1322 速率理论 190
1323 三个时间尺度 191
§133 单细胞自调控基因转录翻译的化学主方程模型 192
x 目录
1331 完整的化学主方程模型 192
1332 推导确定性模型 194
1333 速率涨落模型和非平衡态景观函数 194
1334 表型迁移速率理论 197
1335 速率涨落模型的数值模拟 198
1336 基因状态快速平衡下的化学主方程和非平衡态景观
函数 200
阅读材料 202
第十四章 高聚物模型 204
§141 静态构象的统计物理模型 205
1411 理想模型:自由链接
1412 自由旋转模型 (受阻内旋转)
1413 蠕虫模型
1414 体斥效应
§142 动力学模型
1421 高斯链和 Rouse 模型
§143 蛋白质折叠模型
1432 格点模型
1433 ZSB 化学主方程模型
阅读材料
习题
参考文献
索引
数学动力学模型:揭示生命系统的运动规律 生命,是一个充满动态变化、不断演进的复杂系统。从微观的分子相互作用到宏观的种群繁衍,从细胞内部的信号传导到整个生态系统的能量流动,无不展现出其内在的动力学规律。理解这些规律,对于深入认识生命本质、攻克疾病、优化农业生产乃至保护环境都具有至关重要的意义。而数学动力学模型,正是我们探索和揭示这些生命运动奥秘的强大工具。 本书将引领您进入一个将数学语言与生命现象巧妙融合的精彩世界。我们将深入探讨如何运用数学的严谨逻辑和抽象思维,来描述、分析和预测生物物理和生物化学系统中的动态过程。本书并非简单地罗列数学公式,而是侧重于展示数学模型如何作为一种思维框架,帮助我们理解复杂的生命活动。 核心内容概览: 第一部分:数学模型构建的基础 概念解析: 我们将从基本概念入手,阐述什么是动力学模型,它为何适用于生命科学,以及构建模型的关键要素,例如变量、参数、方程类型(微分方程、差分方程等)以及模型的假设与简化。 建模的艺术: 学习如何将生物或化学过程抽象成数学语言。我们将介绍一些常用的模型构建策略,例如基于质量守恒、能量守恒、反应速率、扩散过程等原则。 模型验证与校准: 理论模型需要与实验数据相结合。我们将讨论如何通过实验数据来校准模型参数,以及如何评估模型的预测能力和适用范围。 第二部分:生物物理系统中的动力学模型 生物分子的动态行为: 蛋白质折叠、酶-底物结合、DNA复制和转录等过程,都涉及复杂的分子动力学。我们将介绍如何运用牛顿力学、统计力学和分子动力学模拟来描述这些过程,揭示其能量景观和构象变化。 细胞信号传导网络: 细胞如何感知外界环境并做出响应?信号分子如何传递?我们将通过构建关于激酶级联、G蛋白偶联受体通路、离子通道动力学等的数学模型,来阐释信号传导的复杂逻辑和反馈机制。 生物膜的流动与结构: 细胞膜的 fluido, 脂质体的形成与破裂,以及膜蛋白的运动,都遵循流体力学和界面化学的原理。我们将探讨如何使用偏微分方程和统计物理方法来模拟这些现象。 生物力学与机械信号: 细胞在力学环境下的形变、迁移,以及骨骼肌的收缩,都与力学紧密相关。本书将介绍如何运用连续介质力学、弹性和塑性理论来构建模型,分析生物体的力学响应。 生理系统的动力学: 心脏跳动、神经脉冲传播、呼吸调节等宏观生理过程,同样可以用动力学模型来描述。我们将探讨如何运用常微分方程组来刻画这些系统的周期性振荡和反馈控制。 第三部分:生物化学系统中的动力学模型 酶促反应动力学: 米氏方程是理解酶促反应的基石,但真实的酶促反应往往更为复杂。我们将深入探讨固定酶、变构酶、多酶复合体以及酶动力学中的稳态近似和瞬态动力学。 代谢网络的建模: 细胞的代谢活动是一个高度互联的网络。我们将介绍如何使用图论、质量平衡方程来描述代谢通量、底物消耗和产物生成,以及如何通过通量平衡分析来预测代谢网络的响应。 基因调控网络的动力学: 基因的表达与调控是生命活动的“指挥棒”。我们将构建布尔网络、微分方程网络来模拟基因调控的逻辑、反馈回路以及细胞命运的决定过程。 生物振荡与周期性过程: 生物钟、细胞周期、代谢振荡等周期性现象,是生命系统的重要特征。我们将使用非线性动力学理论,如极限环、吸引子等概念,来解释这些周期性行为的产生机制。 群体动力学与生态模型: 从微生物群落到生态系统,生物体的数量变化和相互作用都可以用动力学模型来描述。我们将介绍种群增长模型、捕食者-猎物模型、竞争模型以及流行病传播模型,揭示种群动态的规律。 本书的特色与价值: 理论与实践相结合: 每章都将穿插经典的生物物理和生物化学案例研究,展示数学模型在解决实际问题中的应用。 循序渐进的难度: 从基础概念到复杂模型,本书的设计旨在满足不同背景读者的需求,既适合初学者入门,也为研究人员提供深入的参考。 强调概念理解: 本书不以推导复杂的数学公式为目的,而是注重解释模型背后的生物学意义和数学思想,帮助读者建立直观的理解。 前沿视角: 我们将触及当前生命科学研究中的一些热点问题,例如系统生物学、合成生物学以及大数据驱动的建模方法。 通过学习本书,您将不仅掌握一套强大的分析工具,更能培养一种用数学思维审视生命现象的能力。无论您是生物物理学家、生物化学家、医学研究者,还是对生命科学充满好奇的学生,本书都将是您探索生命奥秘、推动科学前沿的宝贵向导。让我们一同开启数学与生命对话的旅程,揭示隐藏在复杂生命现象背后的精妙数学逻辑。

用户评价

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当我决定深入研究《数学动力学模型:在生物物理和生物化学中的应用》时,我并没有抱有任何先入为主的期待,只是纯粹地想了解数学在这个生命科学领域的具体应用。然而,这本书所带来的收获远远超出了我的想象。它并非那种一本正经地讲解数学概念的书,而是更像一个经验丰富的向导,带领我在生物物理和生物化学的复杂迷宫中穿行。这本书最让我印象深刻的是它如何将抽象的数学语言转化为直观的生物学洞察。书中对各种数学工具,如微分方程、差分方程、随机过程等的介绍,并没有停留在理论层面,而是巧妙地融入了生物学情境。例如,在讲解常微分方程在描述生物种群动态时的应用时,作者并没有简单地给出模型公式,而是详细分析了模型中的参数如何对应到种群的出生率、死亡率、环境容量等生物学意义,以及模型的解如何反映种群数量随时间的变化趋势,甚至预测种群的长期行为。这种将数学模型与生物学现实紧密结合的方式,让我对数学工具的应用有了更深刻的理解。我特别欣赏书中对模型简化和假设的讨论,作者清晰地阐述了在构建模型时,为了突出关键因素,我们不得不对复杂的生物系统进行适当的简化,并解释这些简化所带来的局限性。这让我明白,模型并非完美的复制品,而是对现实的一种近似和抽象,其价值在于提供一种理解和分析复杂系统的框架。书中关于生物分子相互作用动力学的章节,更是让我惊叹于数学模型在揭示微观世界奥秘方面的能力。通过对模型结果的分析,我们可以推断出酶活性、信号传导通路中的关键调控节点,甚至预测药物靶点的有效性。这本书让我看到了数学作为一种普适的科学语言,在连接不同学科、解决复杂问题方面的巨大潜力,它不仅拓展了我的知识边界,更激发了我用更严谨、更定量的方式去思考和研究生物学问题的决心。

评分

坦率地说,在拿到《数学动力学模型:在生物物理和生物化学中的应用》这本书时,我并没有抱有太大的期望。我以为它会是一本充斥着抽象公式和枯燥推导的理论书籍,可能只适合少数专业的学者阅读。然而,当我翻开第一页,便被它所展现出的独特魅力所吸引。这本书并非一本枯燥的教科书,而更像是一次带领读者穿越生命奥秘的精彩旅行,而数学动力学模型则是贯穿始终的“探险工具”。在生物物理章节,作者以极其生动的方式,将复杂的数学概念与具体的生物物理现象联系起来。例如,在讲解细胞膜的电生理模型时,作者并没有仅仅罗列出一堆方程,而是详细阐述了每一个参数的生物学意义,以及这些参数的变化如何影响细胞膜的电信号传递。这种深入浅出的讲解方式,让我对那些原本遥不可及的微观世界产生了浓厚的兴趣。在生物化学部分,书中对酶动力学和代谢网络的建模,更是让我看到了一个动态而充满活度的分子世界。我从未想到,那些看似简单的生化反应,竟然能够通过精妙的数学关系,协同工作,维持着整个细胞的生命活动。作者对模型的简化和假设的讨论,也让我明白,在理解复杂系统时,如何抓住关键因素,并对其进行合理的抽象。这本书最让我惊喜的是,它不仅仅停留在理论层面,而是通过大量的案例研究,展示了数学动力学模型在实际生物医学问题中的应用。从药物的设计与优化,到疾病的发生机制的探索,再到生物技术的创新,数学模型都展现出了强大的生命力。这本书让我深刻地认识到,数学语言是理解和描述生命现象的强大工具,它能够帮助我们揭示隐藏在表象之下的深刻规律,并为解决现实世界的挑战提供创新的解决方案。

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在阅读《数学动力学模型:在生物物理和生物化学中的应用》之前,我对数学在生命科学中的应用,仅停留在一些基础的统计学层面。我曾以为,数学工具在生物学领域,更多的是一种辅助性的角色。然而,这本书却彻底颠覆了我的这一认知。它并非一本晦涩难懂的数学专著,而更像是一扇通往生命科学新视界的窗户,通过数学的视角,我得以窥见生命系统前所未有的动态之美。书中对生物物理现象的数学建模,让我对物质在细胞内的传输、能量的流动以及结构的形成有了更深入的理解。我惊叹于作者如何将复杂的物理原理,通过简洁而优美的数学公式,转化为对生命活动规律的精准描述。例如,在讨论蛋白质-蛋白质相互作用时,作者通过动力学模型,详细分析了相互作用的强度、结合速率以及解离速率如何影响细胞功能的执行。这种定量化的分析,让我对这些微观过程有了更直观、更深刻的认识。在生物化学部分,书中对酶动力学、代谢通路以及信号转导网络的建模,更是让我看到了一个充满活力、动态平衡的生命机器。我从未想到,那些我们日常生活中习以为常的生理功能,背后竟然隐藏着如此复杂而精妙的数学调控。例如,在分析细胞呼吸时,作者通过建立一个多反应级的动力学模型,详细阐述了不同酶的活性如何相互影响,以及能量产量的波动如何维持细胞的稳态。这本书最让我印象深刻的是,它鼓励读者用一种“动态”的眼光去看待生命科学。传统的生物学研究往往侧重于描述生物体的结构和组成,而这本书则强调了生命过程的动态性和演化性。通过数学模型,我们可以模拟和预测生命系统在不同条件下的行为,从而更好地理解生命现象的发生、发展和演变。这本书让我深刻体会到,数学并非是生命科学的“旁观者”,而是其“内在驱动力”和“核心语言”,它能够帮助我们更深入、更精确地理解生命的本质。

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在我翻开《数学动力学模型:在生物物理和生物化学中的应用》这本书的那一刻,我并没有预设它会像一本教科书那样,枯燥地罗列公式和定理。事实上,我更倾向于将它视为一本探索生命奥秘的“地图集”,而数学动力学模型则是绘制这张地图的精妙工具。这本书给我带来的最深刻的触动,莫过于它成功地架起了抽象数学语言与生动生命现象之间的桥梁。书中那些看似冰冷的微分方程、积分方程,在作者的笔下,逐渐被赋予了鲜活的生命力,它们不再是僵硬的代码,而是描绘细胞内信号传递、种群繁衍、酶促反应速率变化的生动叙事。我尤其着迷于那些关于“稳态”和“振荡”的章节,作者通过深入浅出的讲解,让我理解了生命系统如何在复杂的动态变化中维持其稳定性,又如何在特定条件下产生周期性的波动。这些模型不仅解释了已知的生物现象,更启发了我对未知领域进行探索的可能。例如,在生物物理部分,作者对离子通道动力学的建模分析,让我对神经信号的传递有了更深的理解,那些看似微小的分子运动,竟然能够驱动如此精妙的生理过程。而在生物化学部分,对代谢通路动态的研究,则让我看到了一个由无数化学反应组成的复杂网络,如何通过精巧的反馈和调控机制,实现能量的转化和物质的合成。这本书最让我惊喜的是,它并没有止步于理论的介绍,而是通过大量的案例研究,展示了这些数学模型是如何被应用于解决实际的生物学问题。从疾病的早期诊断,到药物研发的优化,再到生态系统的保护,数学动力学模型展现出了强大的实用价值。它让我认识到,科学研究并非孤立的学科,而是需要跨领域的知识融合,而这本书正是这种融合的绝佳范范例。我深深地感受到,作者在撰写这本书时,不仅仅是在传递知识,更是在传递一种科学的思维方式,一种用数学的语言去理解和描述生命世界的独特视角。

评分

当我翻开《数学动力学模型:在生物物理和生物化学中的应用》这本书时,我并没有期待它会像一本普通的教科书那样,只是枯燥地罗列公式和定理。我更倾向于认为,它是一本探索生命奥秘的“地图集”,而数学动力学模型则是绘制这张地图的精妙工具。这本书给我带来的最深刻的触动,莫过于它成功地架起了抽象数学语言与生动生命现象之间的桥梁。书中那些看似冰冷的微分方程、积分方程,在作者的笔下,逐渐被赋予了鲜活的生命力,它们不再是僵硬的代码,而是描绘细胞内信号传递、种群繁衍、酶促反应速率变化的生动叙事。我尤其着迷于那些关于“稳态”和“振荡”的章节,作者通过深入浅出的讲解,让我理解了生命系统如何在复杂的动态变化中维持其稳定性,又如何在特定条件下产生周期性的波动。这些模型不仅解释了已知的生物现象,更启发了我对未知领域进行探索的可能。例如,在生物物理部分,作者对离子通道动力学的建模分析,让我对神经信号的传递有了更深的理解,那些看似微小的分子运动,竟然能够驱动如此精妙的生理过程。而在生物化学部分,对代谢通路动态的研究,则让我看到了一个由无数化学反应组成的复杂网络,如何通过精巧的反馈和调控机制,实现能量的转化和物质的合成。这本书最让我惊喜的是,它并没有止步于理论的介绍,而是通过大量的案例研究,展示了这些数学模型是如何被应用于解决实际的生物学问题。从疾病的早期诊断,到药物研发的优化,再到生态系统的保护,数学动力学模型展现出了强大的实用价值。它让我认识到,科学研究并非孤立的学科,而是需要跨领域的知识融合,而这本书正是这种融合的绝佳范例。我深深地感受到,作者在撰写这本书时,不仅仅是在传递知识,更是在传递一种科学的思维方式,一种用数学的语言去理解和描述生命世界的独特视角。

评分

坦白说,当我偶然翻阅《数学动力学模型:在生物物理和生物化学中的应用》这本书时,我并没有期待它会成为我近期最喜欢的一本书。通常,标题中带有“数学”和“模型”字样的书籍,可能会让我联想到枯燥的公式推导和抽象的概念,而我更倾向于那些直接描绘生命奇迹的叙事。然而,这本书却以一种意想不到的方式吸引了我,让我沉浸其中,乐此不疲。它不是一本简单的教科书,也不是一本纯粹的学术论文集,而更像是一次别开生面的科学旅行,一次用数学的语言解读生命的探索之旅。书中对生物物理现象的建模,尤其是对细胞膜通透性、离子通道动力学以及蛋白质折叠过程的数学分析,让我对这些微观世界的运作机制有了前所未有的清晰认识。我不再仅仅是了解“是什么”,而是开始理解“为什么”和“如何”。那些复杂的方程组,在作者的解释下,仿佛变成了描绘粒子运动、能量转化和结构形成的美妙乐章。同样,在生物化学领域,书中对酶促反应动力学、代谢通路调控以及信号转导网络的建模,更是将一个原本在我看来相对静态的化学过程,描绘成了一个充满活力、动态平衡的生命系统。我尤其被那些关于非线性动力学和混沌理论在生物系统中的应用的章节所吸引,它们揭示了生命系统内在的复杂性和不可预测性,同时也展现了隐藏在看似混乱现象背后的规律。这本书最让我惊喜的是,它不仅仅停留在理论层面,而是通过大量的具体案例,展示了这些数学模型是如何被应用于解决实际的生物医学问题的。从药物的设计和优化,到疾病的发生机制的理解,再到生态系统的预测和管理,数学动力学模型所展现出的强大解释力和预测能力,让我对科学的进步充满了敬畏。这本书让我深刻体会到,数学并非是生命科学的“旁观者”,而是其“内在驱动力”和“核心语言”,它能够帮助我们更深入、更精确地理解生命的本质。

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在接触《数学动力学模型:在生物物理和生物化学中的应用》之前,我对数学在生物科学领域的应用,仅停留在一些基础的统计分析层面。然而,这本书彻底颠覆了我的认知。它不是一本让人生畏的数学专著,而更像是一扇通往生物学新视界的窗户,通过数学的镜头,我看到了生命系统前所未有的动态美。书中对于生物物理现象的数学建模,让我对物质在细胞内的传输、能量的流动以及结构的形成有了更深入的理解。我惊叹于作者如何将复杂的物理原理,通过简洁而优美的数学公式,转化为对生命活动规律的精准描述。例如,在讨论蛋白质-蛋白质相互作用时,作者并非简单地给出相互作用的类型,而是通过动力学模型,详细分析了相互作用的强度、结合速率以及解离速率如何影响细胞功能的执行。这种定量化的分析,让我对这些微观过程有了更直观、更深刻的认识。在生物化学部分,书中对酶动力学、代谢通路以及信号转导网络的建模,更是让我看到了一个充满活力的生命机器。我从未想到,那些我们日常生活中习以为常的生理功能,背后竟然隐藏着如此复杂而精妙的数学调控。例如,在分析细胞呼吸时,作者通过建立一个多反应级的动力学模型,详细阐述了不同酶的活性如何相互影响,以及能量产量的波动如何维持细胞的稳态。这本书最让我印象深刻的是,它鼓励读者用一种“动态”的眼光去看待生命科学。传统的生物学研究往往侧重于描述生物体的结构和组成,而这本书则强调了生命过程的动态性和演化性。通过数学模型,我们可以模拟和预测生命系统在不同条件下的行为,从而更好地理解生命现象的发生、发展和演变。这本书让我意识到,数学不仅仅是研究工具,更是理解生命本质的“钥匙”,它能够帮助我们揭示隐藏在表象之下的深刻规律,并将生命科学推向一个更深邃、更广阔的领域。

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当我初次接触《数学动力学模型:在生物物理和生物化学中的应用》这本书时,我抱着一种谨慎的期待。我承认,我对数学在生命科学中的应用一直抱有浓厚的兴趣,但同时也担心书中内容会过于晦涩,难以理解。然而,这本书却以一种出乎意料的清晰和流畅,将我带入了一个全新的知识领域。它并非一本简单的数学工具书,而更像是一个精心设计的“生物系统解码器”,通过数学的语言,揭示了生命活动的内在规律。书中关于生物物理现象的数学建模,让我对许多曾经模糊的概念有了清晰的认识。例如,在讨论细胞信号转导时,作者通过建立非线性动力学模型,生动地描绘了信号分子如何在细胞内传递、放大和整合,以及这些过程如何最终影响细胞的响应。我惊叹于数学模型如何能够如此精准地捕捉到生命系统中微妙而复杂的变化。在生物化学部分,书中对酶动力学和代谢网络的建模,更是让我看到了一个动态而有序的分子世界。我从未想到,那些微小的生化反应,竟然能够通过精巧的数学关系,维持着整个细胞的生命活动。作者对模型简化和假设的讨论,也让我明白了在构建复杂模型时,如何权衡模型的精确性和易解性。这本书最让我印象深刻的是,它鼓励读者从“动态”的角度去理解生物学。生命并非静止不变的,而是一个时刻处于变化和适应过程中的系统。数学动力学模型正是捕捉这种动态变化的有力工具,它能够帮助我们预测系统的行为,识别关键的调控节点,并为干预和优化提供科学依据。这本书让我深刻体会到,数学与生命科学的结合,不仅能够拓展我们的认知边界,更能够为解决实际的生物医学问题提供创新的解决方案。

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我一直对生命科学的奥秘着迷,但总觉得在理解一些复杂机制时,语言描述总显得有些力不从心。《数学动力学模型:在生物物理和生物化学中的应用》这本书,恰好填补了我在这方面的空白。它不是一本艰涩难懂的数学理论堆砌,而是以一种循序渐进、案例驱动的方式,向我展示了数学模型在揭示生命科学真相中的强大力量。这本书给我的最大感受是,它让“抽象”的数学变得“具象”和“生动”。在生物物理部分,书中关于膜蛋白的动力学模型,让我对细胞膜内外物质的交换过程有了前所未有的清晰认知。作者并非简单地给出模型方程,而是详细解释了模型中的每个参数所代表的生物学意义,以及模型如何模拟和预测离子通道的开放与关闭、物质跨膜运输的速率等。这种将数学模型与实际生物过程紧密联系的讲解方式,让我对数学工具的应用有了更直观的理解。在生物化学领域,书中对酶促反应动力学的深入分析,更是让我看到了一个充满活力的分子世界。我从未想到,那些微小的酶分子,竟然能够通过如此精妙的动力学机制,调控着生化反应的速率和方向。书中对代谢途径的建模,也让我对细胞内能量的产生和利用有了更深刻的认识。那些看似独立的生化反应,在一个庞大的动态网络中相互关联、相互制约,共同维持着细胞的生命活动。这本书最让我惊喜的是,它不仅仅停留在理论的介绍,而是通过大量的实际应用案例,展示了数学动力学模型在解决生物医学问题中的重要作用。从疾病的诊断与治疗,到新药的研发,再到生物技术的创新,数学模型都扮演着不可或缺的角色。这本书让我深刻地认识到,数学是理解生命科学最有力、最有效的语言之一,它能够帮助我们揭示隐藏在生命现象背后的深刻规律,并为解决现实问题提供科学的指导。

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在阅读《数学动力学模型:在生物物理和生物化学中的应用》之前,我一直对生命科学的微观世界充满好奇,但往往被复杂的术语和概念所困扰,总觉得缺少一种将零散信息串联起来的“主线”。这本书的出现,恰恰弥补了我的这一需求。它不是一本枯燥的学术论文集,而更像是一本引导读者深入理解生命系统运行机制的“说明书”,只不过,它使用的语言是数学。书中关于生物物理现象的数学建模,让我对细胞内物质的运输、能量的转化以及信号的传递有了前所未有的清晰认识。例如,在讲解生物分子相互作用时,作者并非简单地描述相互作用的发生,而是通过建立动力学模型,细致地分析了结合速率、解离速率以及平衡常数等参数如何影响相互作用的强度和持续时间,进而对细胞功能产生影响。这种定量化的分析,让我对微观世界的运作有了更深刻的理解。在生物化学部分,书中对酶促反应动力学和代谢网络的建模,更是让我看到了一个生机勃勃、动态调控的分子王国。我从未想到,那些微小的生化反应,竟然可以通过精妙的数学关系,协同工作,维持着细胞的生命活动。作者对模型简化和假设的讨论,也让我明白了在构建复杂模型时,如何权衡模型的精确性和易解性。这本书最让我惊喜的是,它展现了数学模型强大的预测能力。通过对模型的分析,我们可以预测系统在不同条件下的行为,识别关键的调控节点,甚至预测疾病的发生和发展。这种从“描述”到“预测”的飞跃,让我深刻体会到数学在推动生命科学发展中的重要作用。这本书让我认识到,数学不仅仅是研究的工具,更是理解生命本质的“语言”,它能够帮助我们揭示隐藏在生命现象背后的深刻规律,并为解决现实世界的挑战提供科学的指导。

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帮数学博士买的,他说可以,我表示看不懂

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书的品质不错。内容还没看。

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作者学术水平很高,表达也非常清晰

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