数学在生物科学上的应用PPT课件

数学在生物科学上的应用Theapplicationofmathematicsinbiologicalscience,生命科学学院17生物科学卓越班刘炜,1,.,在数学的发展史中,数学一直都有着自己的理论体系。一类是基础数学,一类是应用数学,再一类是计算数学。大家都知道数学在天文、物理和工程领域都得到了非常成功的应用。行星的发现,轨道的计算;量子论和相对论的提出；工程方面桥梁的设计；宇宙飞船和导弹的发射等都要用到大量的计算,可以说数学的应用及其价值无可估量。随着近代生物学的高速发展,数学在生命科学的作用愈发突出,无论是微观方向的发展,还是宏观方向的研究,都必须有精密的数学计算作为推动其前进的不懈动力。,引言,2,.,现在是一个信息爆炸的时代，单一学科的局限性逐步显露，交叉学科的优势得以彰显。生物学在此方面一直走在前列，在化学上有生物化学、分子生物学；物理上有生物物理学、血液流变学等。同样，数学在生物学上依然也有许多应用，接下来将以三个例子讲解。,“生物+数学”时代,3,.,生物数学是研究生物学中数量关系与空间结构的科学。生物数学通常分为两部分。一部分是以数学方法研究生物问题而形成生物学新分支，称为数学生物学，它包括数学生态学、数量遗传学以及数量生理学等等。另一部分是以生物学中的数学问题而形成数学新分支，称为生物数学，它包括生物统计学、生物控制论、生物系统论，生态数学等。,生物数学,4,.,生物数学具有丰富的数学理论基础，包括集合论、概率论、统计数学、对策论、微积分、微分方程、线性代数、矩阵论和拓扑学,还包括一些近代数学分支,如信息论、图论、控制论、系统论和模糊数学等。,5,.,生物信息学是在大分子方面的概念型的生物学，并且使用了信息学的技术，这包括了从应用数学、计算机科学以及统计学等学科衍生而来各种方法，并以此在大尺度上来理解和组织与生物大分子相关的信息。生物信息学的主要研究方向：基因组学-蛋白质组学-系统生物学-比较基因组学,生物信息学,6,.,人类基因组计划(humangenomeproject,HGP)是由美国科学家于1985年率先提出，旨在阐明人类基因组30亿个碱基对的序列，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息，并于1990年正式启动的。美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与。,7,.,生物统计学是应用统计学的分支，它将统计方法应用到医学及生物学领域，在此，数理统计学和应用统计学有些重叠，例如在某些实例中，某个已有的标准统计方法不大适用就必须加以修正，在这种情形下，生物统计学就涉及如何去发展新的方法。,生物统计学,8,.,应用数理统计学来处理生物现象的学问。与其说是生物学的一个分科不如看作是生物学的方法论。与生物测量学大致具有同一涵义，但前者几乎尚没有深入到现象的统计处理机制，因此生物测量学作为稍狭义的东西，有时也与生物测量学有所区别。,9,.,血球计数法,10,.,计数公式红细胞数(RBCs)/L=N/52510106200；N为：五个中方格的RBC总数；N/5为：5个中方格（粉红色区域）的平均RBC数量（然后推及至中央大方格中每一个中方格RBC的数量；N/525为：中央大方格RBC总数（即：0.1mm3（ul）的RBC总数）N/52510为：1mm3（ul）RBC总数N/52510106为：