作者：雷锦誌
页数：372
出版社：科学出版社
出版日期：2019
ISBN：9787030774491
电子书格式：pdf/epub/txt
内容简介
系统生物学是综合了生物、数学、物理和信息技术等在内的交叉学科，所涉及学科众多、内容复杂。本书从生物学和数学建模与分析计算交叉的角度出发，结合作者近年的研究工作和国内外一些新的研究进展，介绍了系统生物学这门学科的基本概念、方法和研究思路。内容涵盖生物化学反应的数学描述、基因表达过程的随机模拟、基因调控的数学模型及其在生物钟和钙振荡动力学分析的应用、芽殖酵母细胞命运抉择动力学模型、信号分子浓度梯度形成的数学模型、干细胞增殖动力学的数学模型及其在造血系统动力学中的应用、复杂生物过程的关键点检测、霍奇金-赫胥黎方程、能量函数与生物大分子识别。所涉及的数学方法包括随机模拟、常微分方程模型、时滞微分方程模型、反应-扩散方程模型、分岔分析、数据分析等。
本书特色
本书可以作为生物学、应用数学、生物信息学等专业的教材使用，以引导学生了解系统生物学的数学建模方法和研究思路，从而更好地进入相关的前沿交叉学科领域。
目录
第1章 生物化学反应的数学描述
1.1 生物化学反应系统
1.2 化学主方程
1.2.1 方程的建立
1.2.2 化学主方程的性质
1.2.3 吉莱斯皮算法
1.3 化学速率方程
1.3.1 方程的建立
1.3.2 涨落耗散定理
1.4 化学朗之万方程
1.4.1 方程的建立
1.4.2 随机积分的简单讨论
1.4.3 Tau-跳跃算法
1.5 福克尔-普朗克方程
1.6 反应速率随时间变化的生化反应系统
1.6.1 外部噪声干扰下的反应速率
1.6.2 推广的化学朗之万方程
1.6.3 伊藤积分与斯特拉托诺维奇积分
1.6.4 有色噪声
1.7 本章小结
补充阅读材料
思考题
第2章 基因表达过程的随机模拟
2.1 遗传信息的传递与基因表达
2.2 基因表达的内蕴随机性
2.2.1 模型的建立
2.2.2 统计平衡态
2.2.3 静态涨落
2.2.4 内蕴随机效应
2.2.5 转录水平的分布
2.3 基因表达中的外部噪声
2.3.1 模型的建立
2.3.2 统计平衡态
2.3.3 静态涨落
2.3.4 外部噪声对基因表达的影响
2.4 真核细胞基因表达的随机性
2.4.1 随机模拟模型
2.4.2 转录水平分布的解析表达式
2.5 本章小结
补充阅读材料
思考题
第3章 基因调控的数学模型
3.1 数学基础
3.1.1 尺度分析
3.1.2 米氏函数和希尔函数
3.1.3 洛姆周期图
3.2 正反馈调控与双稳态
3.2.1 乳糖操纵子
3.2.2 数学模型
3.2.3 平衡态分析
1.1 生物化学反应系统
1.2 化学主方程
1.2.1 方程的建立
1.2.2 化学主方程的性质
1.2.3 吉莱斯皮算法
1.3 化学速率方程
1.3.1 方程的建立
1.3.2 涨落耗散定理
1.4 化学朗之万方程
1.4.1 方程的建立
1.4.2 随机积分的简单讨论
1.4.3 Tau-跳跃算法
1.5 福克尔-普朗克方程
1.6 反应速率随时间变化的生化反应系统
1.6.1 外部噪声干扰下的反应速率
1.6.2 推广的化学朗之万方程
1.6.3 伊藤积分与斯特拉托诺维奇积分
1.6.4 有色噪声
1.7 本章小结
补充阅读材料
思考题
第2章 基因表达过程的随机模拟
2.1 遗传信息的传递与基因表达
2.2 基因表达的内蕴随机性
2.2.1 模型的建立
2.2.2 统计平衡态
2.2.3 静态涨落
2.2.4 内蕴随机效应
2.2.5 转录水平的分布
2.3 基因表达中的外部噪声
2.3.1 模型的建立
2.3.2 统计平衡态
2.3.3 静态涨落
2.3.4 外部噪声对基因表达的影响
2.4 真核细胞基因表达的随机性
2.4.1 随机模拟模型
2.4.2 转录水平分布的解析表达式
2.5 本章小结
补充阅读材料
思考题
第3章 基因调控的数学模型
3.1 数学基础
3.1.1 尺度分析
3.1.2 米氏函数和希尔函数
3.1.3 洛姆周期图
3.2 正反馈调控与双稳态
3.2.1 乳糖操纵子
3.2.2 数学模型
3.2.3 平衡态分析
