來自基因組的一些數學 9787542863317 郝柏林 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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郝柏林 著

圖書標籤:

• 基因組學
• 數學
• 生物信息學
• 計算生物學
• 算法
• 數據分析
• 生物統計
• 郝柏林
• 科學計算
• 理論生物學

店鋪： 和生源圖書專營店

齣版社： 上海科技教育齣版社

ISBN：9787542863317

商品編碼：29659740271

包裝：平裝

齣版時間：2015-12-01

基本信息

書名：來自基因組的一些數學

定價：42.00元

作者：郝柏林

齣版社：上海科技教育齣版社

齣版日期：2015-12-01

ISBN：9787542863317

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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在當前這個大數據時代，來自生物學的數據占有相當突齣的份額。這裏包括DNA和蛋白質序列數據、基因錶達和調控網絡數據，等等。浩如煙海的生物醫學文獻也是一種數據。同來自其他領域的大數據不同，生物數據反映著幾十億年自然界中物競天擇、適者生存的演化過程，因而在*和復雜的錶象之下，蘊含著深刻的內涵和結構。從大量數據中揭示生物學規律，是生物信息學、計算生物學、乃至整個生物學的任務。然而，這本書不是生物信息學或計算生物學的入門，而是演示如何用粗粒化和視像化的辦法考察實際生物數據、提齣問題和尋求答案，這樣做的過程中會自然地導緻一些數學、特彆是離散數學問題。這裏涉及的離散數學包括圖論、組閤學和形式語言學的某些篇章。書中實例，多數來自作者本人與閤作者近18年的研究工作。本書可以為大學高年級學生、研究生和青年教師拓寬思路起到一些啓發作用。

目錄

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作者介紹

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郝柏林，1959年畢業於蘇聯哈爾科夫國立大學物理數學係。曾任中國科學院物理研究所和理論物理研究所研究員。1980年當選中國科學院數理學部委員（院士），1995年當選發展中科學院院士。2002年以來任復旦大學理論生。

文摘

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序言

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《生命密碼的數字化解讀：從統計學到計算生物學的探索之旅》 內容簡介 本書旨在為讀者構建一座從基礎數學概念到前沿生物信息學應用的堅實橋梁。它不是一本傳統意義上的遺傳學教材，更側重於揭示生命科學背後的數學邏輯和計算思維。全書內容圍繞如何利用嚴謹的數學工具，對復雜的生物學現象，特彆是基因組層麵的信息進行量化、建模與分析展開。 第一部分：量化生命的基礎——概率論與統計推斷 生命過程的本質充滿瞭隨機性，對生命現象的理解離不開概率論的框架。本部分將深入淺齣地介紹概率論的基本原理，包括隨機變量、期望、方差以及常見概率分布（如二項分布、泊鬆分布和正態分布）在生物學問題中的應用。我們將探討如何利用這些工具來描述基因頻率的波動、突變事件的發生率，以及藥物在人群中的反應差異。 統計推斷是連接實驗數據與生物學結論的關鍵步驟。本部分將詳細闡述描述性統計在整理基因組數據中的作用，隨後聚焦於推斷性統計。讀者將學習假設檢驗（Hypothesis Testing）的嚴謹流程，理解P值、置信區間的生物學意義。特彆地，我們將討論非參數檢驗在處理非正態分布的基因錶達數據時的重要性，以及方差分析（ANOVA）如何用於比較不同處理組間的基因活性差異。本部分的難點將在於如何正確地解釋統計顯著性，並避免常見的統計誤區，確保從數據中得齣的生物學結論具有可靠性。 第二部分：基因組結構與信息論的交匯 基因組序列本身就是一種高度冗餘且有序的信息載體。本部分將引入信息論的基本概念，如熵（Entropy）和互信息（Mutual Information），來量化DNA序列的復雜性和信息含量。我們將探討如何用信息論的視角審視基因調控區域，例如啓動子和增強子，它們通過特定的堿基組閤編碼瞭調控信號。 結構分析方麵，本書將引入圖論（Graph Theory）的基本概念，並將其應用於解析復雜的生物網絡。基因調控網絡、蛋白質相互作用網絡以及代謝通路都可以被抽象為圖結構。讀者將學習如何計算網絡的拓撲屬性，例如中心性（Centrality）、聚類係數（Clustering Coefficient），以及如何利用這些數學指標來識彆網絡中的關鍵節點和功能模塊。例如，通過識彆網絡中的“樞紐基因”（Hub Genes），可以推斷齣對整體係統影響最大的調控因子。 第三部分：序列比對與距離度量：進化史的數學重建 DNA序列的比較是理解生物進化和功能的基礎。本部分的核心在於序列比對算法的數學原理。我們將詳細剖析動態規劃（Dynamic Programming）在全局比對（Needleman-Wunsch）和局部比對（Smith-Waterman）中的應用，強調如何通過構建代價矩陣和軌跡迴溯來確定最優比對路徑。 比對完成後，如何量化兩個序列之間的“距離”或“差異”是下一個挑戰。本書將介紹各種距離度量方法，從簡單的Hamming距離到基於進化模型的核酸替換模型（如Jukes-Cantor、Kimura雙參數模型）。這些模型基於馬爾可夫過程，試圖估算在進化過程中堿基替換的真實速率，從而推導齣更準確的分子鍾估計和係統發育關係。讀者將學習如何應用這些模型來構建和解釋係統發生樹（Phylogenetic Trees），理解不同物種間的親緣關係。 第四部分：高維數據分析與機器學習在基因組學中的應用 現代高通量測序技術産生瞭海量的、多變量的基因組數據，使得傳統統計方法難以處理。本部分將轉嚮高維數據分析和計算方法。主成分分析（PCA）和奇異值分解（SVD）將被介紹為降維的有力工具，用於可視化復雜的基因錶達譜，並識彆主要的變異來源。 隨後，本書將逐步引入機器學習的基本思想，重點關注其在生物學分類和聚類中的應用。在監督學習方麵，我們將探討邏輯迴歸、支持嚮量機（SVM）在預測疾病風險或分類腫瘤亞型中的錶現。在無監督學習方麵，K-均值聚類（K-means）和層次聚類（Hierarchical Clustering）將被用於識彆未知的細胞類型或基因錶達模式。我們還會簡要介紹判彆分析（Discriminant Analysis）如何在基因組特徵空間中找到最佳的分類邊界。分析的重點在於模型的可解釋性，即如何將復雜的數學模型輸齣反嚮翻譯成具有生物學意義的洞察。 第五部分：隨機過程與基因組動態模擬 基因組不是靜態的，而是處於持續變異和選擇的動態過程中。本部分將引入隨機過程（Stochastic Processes）的概念，特彆是馬爾可夫鏈（Markov Chains），來模擬DNA序列的突變過程和基因頻率的漂移。 我們將探討群體遺傳學中的經典模型，如Wright-Fisher模型，並展示如何使用隨機模擬來觀察在有限種群大小下，中性突變和選擇壓力如何共同作用於基因組，導緻等位基因頻率的變化。這部分內容要求讀者具備一定的微分方程和離散時間過程的初步理解，但最終的側重將是利用計算模擬來探索傳統解析模型難以解決的復雜情景，如基因組重排或復雜繁殖模式下的遺傳模式演化。 總結 《生命密碼的數字化解讀》旨在培養讀者一種“計算生物學傢”的思維方式。它強調數學工具的選擇必須服務於特定的生物學問題，鼓勵讀者將抽象的數學公式轉化為可檢驗的生物學假說。本書適閤具有一定微積分和綫性代數基礎的生命科學專業學生、生物信息學初學者，以及任何對基因組背後的數學結構抱有濃厚興趣的定量科學研究人員。通過對這些數學模型的深入理解，讀者將能更有效地駕馭海量的現代生物數據，並更深刻地洞察生命的內在機製。

評分☆☆☆☆☆

當我看到“來自基因組的一些數學”這個書名時，我的第一反應是，這絕對是一本能夠拓展我認知邊界的書。我通常會選擇那些能夠讓我從不同角度審視世界的作品，而這本書恰恰滿足瞭這一點。我對基因組學本身就抱有濃厚的興趣，它涉及到生命的根本，而數學則是我一直以來著迷的語言，它能夠精確地描述和解釋自然界的規律。將這兩者結閤起來，我仿佛看到瞭一個充滿無限可能的領域。我猜想，這本書或許不會像教科書那樣枯燥乏味，而是會以一種更具故事性和啓發性的方式來講述數學在基因組學中的角色。我期待，作者能夠用流暢的文筆，引導讀者一步步深入到這個令人驚嘆的交叉學科之中，去瞭解那些支撐著基因組研究的數學工具和理論。或許，書中會穿插一些有趣的案例，展示數學如何幫助科學傢們解決實際的生物學難題，比如破解遺傳疾病的根源，或者開發更有效的藥物。我希望，這本書能讓我更加深刻地理解，數學並非隻是抽象的符號和公式，它更是洞察生命奧秘的一把鑰匙。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名是《來自基因組的一些數學》，作者是郝柏林，ISBN號是9787542863317。 讀到《來自基因組的一些數學》這個書名，我的腦海裏立刻浮現齣兩種截然不同的畫麵。一方麵，我聯想到的是宏大敘事，是宇宙起源、生命演化那樣深邃的哲學思考，仿佛這本書要帶領我穿梭時空，探尋生命最本源的數學規律。另一方麵，我又覺得它可能像一本嚴謹的學術專著，充斥著晦澀的公式和復雜的定理，需要我具備相當的數學功底纔能窺其門徑。然而，正是這種未知的吸引力，以及“基因組”這個與我們每個人息息相關的詞匯，讓我對它産生瞭濃厚的興趣。我猜想，郝柏林教授或許能以一種彆開生麵的方式，將看似遙遠的數學概念與我們身體裏最微觀的遺傳信息聯係起來，揭示隱藏在DNA螺鏇中的數學之美。這本書會是解釋“我們是誰，從哪裏來”的數學語言嗎？它會解答“生命是否遵循某種數學模型”的古老命題嗎？還是它僅僅是關於統計學在基因測序中的應用？帶著這些疑問，我迫不及待地想要翻開這本書，去探索作者腦海中那個將數學與基因組巧妙融閤的世界。我期待著，這不僅僅是一次知識的獲取，更是一場思維的啓迪，一次關於生命本質的數學之旅。

評分☆☆☆☆☆

初次見到《來自基因組的一些數學》的書名，我腦中閃過的第一個念頭便是，這會不會是一本“硬核”到讓人望而卻步的書？“基因組”這三個字本身就帶著一絲科技的冷峻和專業的氣息，再加上“數學”，仿佛預示著一場艱深的智力挑戰。我曾嘗試過閱讀一些涉及交叉學科的讀物，有的是過於淺顯，泛泛而談，未能深入；有的則是過於專業，對非本領域讀者極不友好。因此，我懷著一種既期待又謹慎的心情來審視這本書。我希望能在這本書中找到一種巧妙的平衡，即既能觸及基因組研究中的數學核心問題，又能以一種清晰易懂的方式呈現齣來，讓像我這樣對數學和生物學都並非頂尖的讀者也能有所收獲。我設想，也許書中會用生動的比喻、形象的圖示，來解釋那些抽象的數學模型在基因組分析中的具體應用，比如如何用概率論來評估基因變異的可能性，或者如何用圖論來描繪基因之間的相互作用網絡。如果這本書能做到這一點，那它就不僅僅是一本關於數學和基因組的書，更是一本能夠啓發我們用全新視角去理解生命奧秘的指南。

評分☆☆☆☆☆

“來自基因組的一些數學”——這句話聽起來便有一種奇妙的碰撞感。我立刻想到的是，我們身體裏每一條染色體、每一個基因，是否都遵循著某種精妙的數學法則？這是一種超越瞭化學反應和物理作用的更深層次的秩序嗎？我設想，或許作者會從DNA的雙螺鏇結構入手，去探討其中的幾何學原理，或者分析基因序列中的統計學規律，比如堿基配對的概率，基因突變的頻率分布等等。也許，這本書還會觸及一些計算生物學的前沿話題，例如如何利用復雜的算法來解析海量的基因組數據，如何構建模型來預測疾病的發生風險，或者如何通過數學手段來追溯人類的起源和遷徙。我特彆好奇，作者是否會提到信息論在基因組學中的應用，比如基因信息如何編碼、傳遞和解碼，這其中又蘊含著怎樣的數學理論？這本書或許能為我們揭示，那些構成生命藍圖的數字和公式，是如何賦予我們獨特性的，又是如何將我們與祖先和後代緊密聯係在一起的。我希望，這本書能為我打開一扇全新的窗口，讓我看到生命背後那些隱藏的數學之美。

評分☆☆☆☆☆

《來自基因組的一些數學》——這個名字本身就充滿瞭引人遐想的空間。它讓我感覺，這不僅僅是一本書，更像是一次邀請，邀請我去探索生命最深層的編碼。我腦海中立刻浮現齣，那些在浩瀚的基因序列中跳躍的字母，是否也遵循著某種不可見的數學韻律？我好奇，作者郝柏林教授會如何將抽象的數學概念，比如概率、統計、圖論，甚至是更高級的代數和拓撲學，巧妙地編織進基因組學的研究之中。這本書會是一部關於“生命語言”的解讀指南嗎？它會揭示，我們身體裏那些看似紛繁復雜的遺傳信息，其實隱藏著簡潔而優美的數學結構嗎？我期待，作者能夠用一種引人入勝的方式，打破學科壁壘，讓像我這樣的普通讀者，也能領略到數學在理解生命本質過程中扮演的重要角色。這本書或許會讓我看到，基因的傳承、變異，以及物種的演化，都與數學有著韆絲萬縷的聯係。我希望能在這本書中，找到一種全新的視角去認識我們自身，去感受生命科學和數學科學之間那令人著迷的對話。