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雷锦誌 著 / 上海科学技术出版社 / 2010-09 / 平装
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系统生物学:建模,分析,模拟
系统生物学是综合了生物、物理和数学等学科在内的交叉学科。《系统生物学:建模,分析,模拟》是系统生物学的入门教材,结合作者近年的研究工作和国外一些新的研究进展,介绍系统生物学这门新兴学科的研究对象和方法,尽量去繁就简,重点介绍对复杂的生物过程建立数学模型的方法,并介绍相关的分析和模拟方法,涉及基因表达、基因调控、生物振荡、状态切换、形态发生素梯度浓度、造血系统和霍奇金-赫胥黎方程(Hodgkin-Huxleyequation)等生物学知识和随机过程、常微分方程、偏微分方程、时滞微分方程、随机微分方程、分岔分析等数学内容。
适用于生物、医学、数学、物理、化学、生物信息学、生物物理学等方向的学生、教师和相关研究人员。
第1章生物化学反应的数学描述§1.1生化反应系统§1.2化学主方程1.2.1方程的建立1.2.2方程的性质1.2.3吉菜斯皮算法§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1.4.3τ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小结习题第2章基因表达的数学描述§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平衡态2.2.3静态涨落2.2.4内蕴随机效应§2.3基因表达中的外部噪声2.3.1模型的建立2.3.2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小结习题第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§3.3噪声与细胞状态的切换3.3.1乳糖操纵子基因的状态切换3.3.2入噬菌体阻抑物基因的表达调控3.3.3内部噪声诱导的状态切换§3.4负反馈调控和生物振荡3.4.1阿特金森振子3.4.2随机激励振子3.4.3带时滞的负反馈调控3.4.4节律振荡§3.5小结习题第4章信号分子浓度梯度形成的数学模型§4.1反应扩散方程的建立和模拟4.1.1一维守恒率方程4.1.2流的不同形式4.1.3初边值条件4.1.4高维守恒率方程4.1.5反应扩散方程的数值解§4.2形态发生素与胚胎的发育4.2.1形态发生素4.2.2Decapentaplegic与果蝇翅膀的发育§4.3形态发生素的扩散与数学模型的建立4.3.1模型A:自由扩散和与受体的结合4.3.2模型B:自由扩散,与受体结合,信号分子的降解4.3.3模型C:配体与受体的结合和离解,通过复合体的扩散§4.4小结习题第5章造血系统的数学模型§5.1一些数据§5.2造血干细胞数量变化的数学模型5.2.1细胞周期与休眠期5.2.2数学模型的建立5.2.3反馈调控函数5.2.4参数估计§5.3干细胞模型的动力学分析5.3.1无量纲化方程5.3.2平衡态分析§5.4周期性白细胞减少症的动力学模型5.4.1模型介绍5.4.2参数估计5.4.3平衡点的存在性5.4.4平衡点稳定性与分岔分析5.4.5粒细胞集落刺激因子治疗§5.5小结习题第6章霍奇金-赫胥黎方程§6.1离子通道与能斯特方程§6.2细胞膜模型§6.3离子通道的门控机制6.3.1门控机制的数学描述6.3.2莫里斯-莱卡尔模型§6.4霍奇金-赫胥黎方程6.4.1实验结果6.4.2离子通道的门控假设6.4.3方程的建立§6.5电缆方程和神经网络动力学方程6.5.1电缆方程6.5.2神经网络动力学方程§6.6小结习题附录A常微分方程§1.1常微分方程模型§1.2二阶微分方程§1.3二阶常微分方程边值问题的数学基础附录B随机微分方程§2.1随机微分方程与随机积分§2.2伊藤公式§2.3福克尔一普朗克方程§2.4随机微分方程数值方法2.4.11.0阶差分格式2.4.2玛尔萨利亚随机数发生器附录CXPPAUT软件使用介绍§3.1建立ODE文件§3.2运行和退出程序§3.3保存结果§3.4相平面分析§3.5分岔分析§3.6通过脚本语言运行XPPAUT参考文献索引
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开播时间:09月02日 10:30