Dynamic Biological Organization - Its fundamentals as applied to cellular systems pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer

作者:M.A. Aon

出品人:

页数:579

译者:

出版时间:1997-03-31

价格:USD 290.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780412798900

丛书系列:

图书标签:

生物组织
动态系统
细胞生物学
生物物理学
系统生物学
复杂性科学
自组织
生物力学
细胞调控
建模

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具体描述

"Dynamic Biological Organization" is a fascinating account of the living organisms as dynamic systems, based on the concept that the spatio-temporal coherence of events within a living system result from the intrinsic dynamics of the processes taking place within that system. The authors of this important work, Miguel Aon and Sonia Cortassa have travelled widely to work in some of the leading research laboratories to accumulate a large information base on which to assemble this book. Taking a transdisciplinary approach, the authors draw on work at the interface of biochemistry, genetics, physiology, thermodynamics, kinetics and biomathematics, using mathematical models throughout to corroborate and analyze the biological complexity presented. Emphasizing biological processes occuring at the cellular level, "Dynamic Biological Organization" gives exciting insights into the experimental and theoretical applications of modern scientific paradigms to fundamental biological processes.

好的，以下是一部关于生物系统组织动力学的图书简介，专注于其基本原理在细胞系统中的应用，但内容完全避开了您提供的书名及其具体主题。 --- 《生命之网：复杂性与自组织的系统生物学视角》内容简介本书深入探讨了复杂生命系统如何从看似简单的组件中涌现出高度有序和适应性强的结构与功能。我们将超越传统的还原论方法，聚焦于系统生物学的前沿领域，即如何理解和建模生物学现象的动态组织原理。在当今生物科学的研究前沿，一个核心的挑战是如何解释生命系统的涌现性——即整体功能如何超越其部分之和。本书正是为了系统性地阐释这一挑战，通过引入跨学科的视角，结合物理学、信息论和复杂性科学的工具，来解读生物学现象的深层结构。第一部分：复杂性的基石本书的开篇部分，首先为读者构建理解复杂系统的理论框架。我们探讨了非线性动力学在生物过程中的核心地位。生物系统很少遵循简单的线性因果关系；相反，它们依赖于反馈回路、阈值效应和相变。我们将详细分析诸如自激振荡、吸引子动力学以及混沌理论在理解细胞周期调控、信号传导网络中的作用。重点在于揭示这些非线性特征如何驱动系统从无序走向有序。随后，我们将引入信息论的概念来量化生物系统的组织程度。信息熵、互信息以及复杂性度量（如有效复杂性）被用来评估生物网络的结构效率和鲁棒性。这部分内容旨在提供一种量化工具，用以区分真正的生物组织与随机噪声，并探索信息在生命体内的编码、传输与存储机制。第二部分：网络的构建与演化生命世界的组织核心在于其错综复杂的相互作用网络。本书的第二部分将聚焦于这些网络的拓扑结构及其功能意义。我们不满足于绘制简单的交互图谱，而是深入探究网络拓扑学的特性，例如小世界效应、无标度分布以及模块化结构。这些结构如何影响信号的传播速度、信息的冗余度和对扰动的抵抗能力？我们将利用图论和网络科学的方法来分析代谢通路、基因调控网络和蛋白质相互作用网络。通过考察网络的中心性指标（如介数中心性、度中心性），我们可以识别出关键的“枢纽节点”，这些节点往往是系统弹性的决定因素。此外，本书还将探讨网络的动态演化过程，研究网络结构是如何在进化压力下被筛选和优化的，以实现特定的系统目标，如最大化稳态或最小化能耗。第三部分：自组织与稳态的维持生命组织的一个最引人注目的特征是其在开放系统环境中维持稳态的能力，即使外部条件发生剧烈变化。本书的第三部分深入探讨耗散结构理论和远离平衡态的热力学在生物系统中的应用。我们将解释耗散系统如何通过持续的物质和能量交换，维持其低熵状态，这与封闭系统中的热力学第二定律形成了鲜明的对比。重点内容包括对反馈控制机制的深入剖析。我们不仅关注单一的反馈环，更研究多重反馈环路交织而成的控制层级。这些层级如何协同工作，以实现对多个相互关联的变量的精确、鲁棒的调控？此外，我们将考察结构动力学——即物理结构本身如何参与到功能调控中。例如，细胞骨架的重塑、膜拓扑的变化如何作为一种自组织的、非基因驱动的组织机制，影响细胞的宏观行为。第四部分：空间中的组织与跨尺度耦合生命系统的组织并非孤立存在于一个抽象的数学空间，而是被牢固地嵌入在三维空间结构中。本书的最后一部分将考察空间因素如何塑造生物组织的动态。我们将探讨形态发生的机制，即细胞群如何在局部规则的指导下，自发地形成复杂的宏观形态。这涉及反应-扩散系统（如Turing模式）在组织边界形成和体轴建立中的作用。最后，本书将整合跨尺度耦合的概念。从分子机器的动态到细胞器的组织，再到组织的宏观形态和功能，这些不同尺度的过程是如何相互影响、共同演化的？我们将探讨多尺度建模的挑战与前沿进展，旨在为理解从单个分子组装到整个器官系统功能转变的连续性提供理论基础。目标读者与价值本书面向对复杂性科学、系统生物学、生物物理学或生物工程学有浓厚兴趣的研究人员、高级本科生和研究生。它旨在提供一个严谨而富有洞察力的框架，帮助读者将分散的生物学知识整合到一个统一的、基于动力学和组织原理的视角下，从而推动对生命系统“为何如此”的深层理解。通过本书，读者将掌握分析和模拟复杂生物现象的先进工具和思维模式。