目录 1
引论：计算机模型和模拟在生物学中的作用 1
1．概念模型 2
2．数学模型 4
3．计算机模拟 5
4．模型和模拟与研究过程的关系 7
5．多元模型的建立 10
6．用微计算机建立计算机模型 13
7．目标和目的 14
第一编 简单模型方程 15
1.1 指数生长模型 19
第一章 以微分方程为基础的解析模型 19
1.2 指数衰减模型 23
1.3 牛顿冷却定律 23
1.4 稀释模型 26
1.5 通过单位界面面积的扩散 26
1.6 Von Bertalanffy鱼类生长模型 27
1.7 溪流漂移模型 28
1.8 抑制或逻辑斯谛生长模型 28
1.9 双分子反应动力学 29
小结 31
第二章 以平衡态或稳态假定为基础的解析模型 32
2.1 Michaelis-Menten酶饱和模型 34
2.2 Langmuir吸附模型 36
2.3 捕食动物的饱和或饱食 38
2.4 Henderson-Hasselbalch弱酸模型 41
2.5 pH对酶活性的影响 42
2.6 变构酶的协同作用模型 45
2.7 Hardy-Weinberg遗传平衡选择 46
小结 49
第三章 模型方程与实验数据的拟合 51
3.1 曲线拟合的线性变换法 52
3.2 用CURFIT计算理论模型方程的参量 55
3.3 标准理论方程 60
3.4 变换处理中易犯的错误 62
3.5 由复合方程产生的曲线类型 66
3.6 实验数据的多项式拟合 68
小结 74
第四章 流程图 76
4.1 绘制流程图的一般规则 77
4.2 曲线板 77
4.3 流程图符号及其用法 78
4.4 流程图的几个简单例子 80
小结 83
第五章 速率方程的数值解法 84
5.1 有限差分法 84
5.2 欧拉法 85
5.3 用时间增量作为数值积分因素 86
5.4 改良欧拉法或二阶龙格-库塔法 88
5.5 迭代二阶龙格-库塔法 89
小结 91
第二编 多元系统模型 92
第六章 生物化学反应动力学 94
6.1 双分子反应动力学 95
6.2 化学平衡模型 97
6.3 顺序反应动力学 99
6.4 酶-底物相互作用的Chance-Cleland模型 100
6.5 自催化反应 101
小结 104
第七章 均匀生物群体的动力学 106
7.1 Verhulst-Pearl方程 106
7.2 群体密度的波动和过冲 108
7.3 容纳能力的变化 111
7.4 种间竞争的高斯模型 113
7.5 Lotka-Volterra捕食模型 118
7.6 捕食速率项的修正 120
7.7 增长项的修正 122
小结 123
第八章 以年龄级及寿命表为基础的模拟模型 125
8.1 年龄特异出生率 125
8.2 年龄特异成活率 126
8.3 寿命表 128
8.4 年龄级模型中下标变量的使用 133
8.5 考虑存活和生育的性别差别的年龄级模型 134
8.6 年龄级渔业模型 137
8.7 流行病学模拟 139
8.8 种内相互作用：同类相食 141
小结 145
第九章 群体遗传模拟 146
9.1 选择对随机群体的影响 146
9.2 平衡遗传负荷及平衡多型现象 150
9.3 平衡突变负荷 151
9.4 对伴性隐性基因的选择 153
9.5 对两位点隐性基因的选择 154
9.6 Wright近亲繁殖模型 155
小结 157
10.1 以年为周期的光强度变化 158
第十章 光强度与光合作用 158
10.2 建立光强度的日变化模型 160
10.3 云层覆盖及背散射的影响 161
10.4 水面对光的反射 162
10.5 水柱对光的吸收 164
10.6 光对光合作用的影响 164
10.7 浮游植物的繁殖力曲线 167
小结 169
第十一章 温度与生物活性 170
11.1 陆生系统的温度变化 170
11.2 水生系统的温度变化 172
11.3 温度对化学反应速率的影响 175
11.4 温度对酶活性影响的模拟 177
11.5 温度对生物活性影响的O′Neill模型 180
11.6 指数型的温度-活性模型 182
11.7 用多项式建立温度效应模型 184
小结 186
第十二章 生态系统中的物质流和能量流 187
12.1 能量流的概念 187
12.2 框图和室模型 189
12.3 Silver Springs模型 192
12.4 英吉利海峡水生生物群落 196
小结 198
13.1 Monod模型 200
第十三章 微生物生长的简单模型 200
13.2 连续培养或恒化器模拟 203
13.3 多种限制性营养物 206
13.4 微生物对单一限制营养物的竞争 209
13.5 微生物对多种限制营养物的竞争 211
13.6 毒剂的亚致死浓度对生长的抑制 214
小结 215
第十四章 生理学中的室模型 217
14.1 由简单扩散产生的输运 217
14.2 渗透压模型 219
14.3 逆流扩散模型 ( 220
14.4 主动输运模型 223
14.5 主动输运的简单处理方法 225
14.6 细胞外空间的测定 227
14.7 液流过程模型 228
14.8 心脏主动脉段的机械运动 230
14.9 碘室模型 232
小结 234
第十五章 生理控制系统 235
15.1 一般反馈控制系统 235
15.2 垂体对甲状腺素分泌的调节 239
15.3 出汗对体温的调节 241
15.3 热中性点以下的体温控制模型 243
15.4 基因抑制对蛋白质合成的控制 246
小结 249
16.1 线性输运现象的矩阵法 250
第十六章 矩阵法在建立模型中的应用 250
16.2 非线性方程组的解法 255
16.3 多分量种间作用 256
16.4 Leslie年龄级矩阵 258
16.5 Leslie模型的改进 259
小结 261
第十七章 多酶体系动力学 262
17.1 糖酵解的质量作用模型 264
17.2 单底物反应的一般质量作用方法 270
17.3 单底物反应序列的率定律方法 272
15.4 双底物反应中的率定律方法 275
17.5 Yates-Pardee反馈控制模型 275
17.6 磷酸果糖激酶的变构控制作用 277
小结 280
第十八章 多级营养物限制模型 281
18.1 两级营养物摄取模型 282
18.2 Droop营养物限制模型 285
18.3 内部营养物池对营养物摄取的控制 287
18.4 多种营养物限制 288
小结 290
第三编 概率模型 292
第十九章 简单随机过程的蒙特卡罗模型 294
19.1 随机数发生器 294
19.2 随机性检验 295
19.3 基本蒙特卡罗模拟 297
19.4 放射性衰变的随机模拟 300
19.5 单基因杂种杂交的蒙特卡罗模型 302
19.6 双基因杂种杂交的蒙特卡罗模型 303
小结 305
第二十章 采样过程模型 306
20.1 生物群落的采样 307
20.2 样本大小对多样性指数的影响 308
20.3 标记和重捕模拟 310
20.4 生物体的空间分布 314
20.5 泊松分布采样 315
20.6 用查表法产生正态分布随机数 316
20.7 产生正态分布随机数的经验方法 319
20.8 指数分布采样 320
小结 321
第二十一章 随机行走和马尔科夫链 322
21.1 经典随机行走模型 322
21.2 群体生长——直接法 324
21.3 以方差估计为基础的无限制生长模型 326
21.4 流行病学随机模拟 327
21.5 用转换矩阵建立马尔科夫过程的模型 329
21.6 遗传漂变 332
小结 334
第二十二章 生物学中的排队模拟 336
22.1 收费门的设计问题 337
22.2 狼-麋相互作用模拟 341
22.3 牛的繁殖模型 343
22.4 酶-底物相互作用 345
22.5 操纵子模型的排队模拟 349
小结 351
附录1 BASIC程序语言介绍 352
附录2 CURFIT：曲线拟合程序 369
附录3 POLYFIT：多项式拟合程序 377
附录4 曲线类型索引 384
附录5 泊松分布程序 387
附录6 GRAPH：数据作图子程序 388
附录7 x2表 390
参考文献 391