第一篇 引论 1
1 面向系统生物学的哲学基础：引言 3
1.1 系统生物学：一门旨在探寻方法学与哲学基础的新科学 3
1.2 系统生物学 4
1.3 面向系统生物学的哲学 6
1.4 对几个系统生物学哲学问题的介绍 8
1.5 本书的目标和概况 13
参考文献 13
第二篇 系统生物学的研究程序 17
2 系统生物学的方法论 19
2.1 自然科学各学科的方法论与哲学基础 19
2.2 生物化学和分子生物学科学地位的局限 26
2.3 突破限制 30
2.4 系统生物学之方法学 35
致谢 47
参考文献 47
3 哲学的思想：方法论 53
3.1 引言 54
3.2 通过代谢和系统生理学理解复杂的疾病——糖尿病 59
3.3 MRS和MCA构建了成功的系统生物学方法论 61
3.4 结论 62
参考文献 63
4 我们怎样理解新陈代谢 65
4.1 引言 65
4.2 传统的新陈代谢原理 66
4.3 新陈代谢系统分析的兴起 67
4.4 我们能像期望的那样去理解新陈代谢吗？ 71
4.5 一个细胞的新陈代谢通过模拟就能理解吗？ 72
参考文献 73
5 基于不可靠的数据构建可靠的模型：用进化和发育的观点解读新系统生物学（NSB） 77
5.1 引言 78
5.2 新系统生物学和进化发育生物学（evo-devo） 79
5.3 在分析大型系统时数据的可靠性问题 80
5.4 数据错误和“摩尔系统”（molar system）属性 81
5.5 鲁棒性和不确定因素的控制 83
5.6 内生固守性 85
参考文献 89
第三篇 理论与模型 91
6 系统生物学的机制和机械论解释 93
6.1 引言：机械论解释和还原论 93
6.2 组织的层次与分辨率尺度 97
6.3 乳糖操纵子作为机制模型的发展 102
6.4 机制与突现 106
6.5 结论：机械论解释与系统生物学 108
参考文献 108
7 系统生物学的理论，模型和方程 111
7.1 引言：生物学的理论结构 111
7.2 动作电位的Hodgkin-Huxley巨型乌贼模型，作为经典的系统生物学的例子 113
7.3 Hodgkin-Huxley模型的意义和他们的方法论 116
7.4 从神经科学的角度考虑线虫的行为 119
7.5 Ferrée和Lockery模型在线虫趋化性中的应用 121
7.6 两个范例为系统生物学提供的八则启示 121
参考文献 123
8 所有的模型都有缺陷 125
8.1 引言 125
8.2 建模和建模过程 127
8.3 解析建模 128
8.4 综合建模 131
8.5 综合建模VS．解析建模 133
8.6 动力学通路建模 134
8.7 所有的模型都有缺陷 135
致谢 136
参考文献 136
9 没有模型的数据与没有数据的模型的融合 139
9.1 引言 139
9.2 本领域的基本情况 141
9.3 系统生物学的第一个根源：代谢和信号转导途径的模型 142
9.4 系统生物学的第二个根源：生物控制论和数学系统分析 144
9.5 系统生物学的第三个根源：“组学” 146
9.6 系统生物学的分支：不同根源的融合者 148
9.7 本领域的结构 150
9.8 关于自上而下的系统生物学的认识论和存在论问题 152
9.9 结论 157
参考文献 158
第四篇 生物系统中的组织 163
10 一个自我合成的生物化学工厂：细胞体的系统生物学角度概述 165
10.1 如何成为一个系统生物学家 165
10.2 自我生成的细胞：细胞生物学中的关联 168
10.3 物质系统的自主性：对特殊催化的需要 171
10.4 生命的装配和逻辑 172
10.5 如何建立一个自我合成的工厂 174
10.6 生命系统的自我装配 178
10.7 贡献 180
致谢 181
参考文献 181
11 生物体起源的系统生物学方法 185
11.1 引言 185
11.2 组织观点 187
11.3 起点：非平凡的自我维持 188
11.4 NTSM组织和自主性 192
11.5 历史—集合维度的出现 195
11.6 达尔文进化的开放结构 198
11.7 总结 200
致谢 201
参考文献 201
12 生物学机制：用于维持自治的组织 203
12.1 引言 203
12.2 机制的基本概念 207
12.3 活力论者的挑战 209
12.4 第一阶段：Bernard,Cannon和控制论的关系 210
12.5 循环组织和Gánti的化学子（chemoton） 212
12.6 从Gánti的化学子到自治系统 218
12.7 结束语：超越基本自治 222
参考文献 223
13 功能从“自组织系统”的消失 227
参考文献 235
第五篇 结语 237
14 对系统生物学基础的深入思考 239
14.1 系统生物学是功能和机制生物学，而不是进化生物学 241
14.2 系统生物学的解释往往是机械论的解释 242
14.3 其他解释的类型对系统生物学来说也很重要 243
14.4 利用模型的分子机制描述 244
14.5 模型和生命系统的非平衡组织方式 244
14.6 涌现属性 245
14.7 系统生物学中的理论和定理 246
14.8 解释多元论：不同层次的理论（intralevel and interlevel theories） 247
14.9 生命是什么？ 247
14.10 结束语 248
参考文献 249