biomathematics是什麼意思，biomathematics的意思翻譯、用法、同義詞、例句

biomathematics英标

英:/',baɪəʊmæθə'mætɪks/ 美:/'baɪɑːmæθəˈmætɪks/

常用詞典

例句

專業解析

Biomathematics（生物數學）是數學與生物學深度交叉融合形成的學科，它運用數學的理論、模型、計算方法和分析工具來定量地研究、解釋和預測生物學系統中的現象、過程和規律。其核心目标是将複雜的生物問題轉化為可量化、可分析的數學問題，從而揭示生命活動的内在機制。

其詳細内涵和應用範疇包括：

1. 建立數學模型描述生物過程：

   • 利用微分方程（如常微分方程、偏微分方程）描述種群動态（如捕食者-獵物模型）、傳染病傳播（如SIR模型）、生物化學反應網絡（如酶動力學）、神經電信號傳導（如Hodgkin-Huxley模型）等隨時間或空間變化的連續過程。
   • 利用差分方程、矩陣模型（如Leslie矩陣）描述離散時間點上的種群年齡結構變化、基因頻率變化等。
   • 利用隨機過程（如馬爾可夫鍊、布朗運動）模拟基因突變、細胞分裂的隨機性、分子擴散、生态系統的隨機擾動等具有内在不确定性的過程。

2. 分析生物系統的結構與功能：

   • 運用圖論、網絡科學分析蛋白質相互作用網絡、基因調控網絡、神經網絡、食物網等的拓撲結構、穩定性、魯棒性和功能模塊。
   • 利用拓撲學、幾何學方法研究蛋白質折疊結構、DNA超螺旋、生物形态發生（如胚胎發育中的模式形成）等空間構型問題。
   • 應用動力系統理論分析生物節律（如晝夜節律）、細胞周期調控、生态系統平衡點及其穩定性的分岔行為。

3. 處理與分析生物數據：

   • 開發和應用統計學方法（如假設檢驗、回歸分析、貝葉斯推斷、機器學習）處理基因組學、轉錄組學、蛋白質組學、代謝組學等産生的大規模高通量生物數據，識别模式、發現關聯、進行預測（如疾病診斷、藥物反應預測）。
   • 利用生物信息學算法進行序列比對、基因預測、系統發育樹構建等。
   • 應用圖像處理和計算機視覺技術分析顯微鏡圖像、醫學影像等。

4. 模拟與預測：

   • 構建計算模型在計算機上模拟複雜的生物系統行為，如腫瘤生長、組織工程、器官功能、生态系統演替等，用于理論探索、實驗設計優化和結果預測。
   • 預測傳染病流行趨勢、評估防控策略效果。
   • 在藥物研發中，進行藥代動力學/藥效動力學建模與仿真。

核心價值與意義： Biomathematics 為生物學研究提供了強大的定量化工具，使得研究者能夠超越定性的描述，深入理解生物系統運作的定量規律和機制。它在基礎生物學研究（如系統生物學、計算神經科學）、醫學（疾病建模、個性化醫療）、公共衛生（流行病學）、生态學（保護生物學、資源管理）、農業（作物模型）以及生物技術等領域發揮着不可或缺的作用，是推動生命科學向精确化、預測性科學發展的關鍵驅動力之一。

參考來源：

1. 美國數學學會 (AMS) - What is Biomathematics?：該頁面提供了生物數學的概述、核心研究領域以及其在解決生物學問題中的應用實例。https://www.ams.org/publicoutreach/feature-column/fcarc-biomathematics
2. Springer - Encyclopedia of Systems Biology：該百科全書中關于 "Mathematical Modeling" 和 "Computational Biology" 的條目詳細闡述了數學建模在生物系統研究中的原理、方法和應用。https://link.springer.com/referencework/10.1007/978-1-4419-9863-7
3. 美國國立衛生研究院 (NIH) - National Institute of General Medical Sciences (NIGMS) - Modeling and Analysis in Biological Systems：介紹了NIH在支持利用數學和計算模型理解複雜生物系統方面的研究重點和項目。https://www.nigms.nih.gov/research-areas/computational-modeling

網絡擴展資料

Biomathematics（生物數學）是數學與生物學交叉的應用學科，主要通過數學模型、統計分析和計算方法研究生物系統的規律與機制。以下是詳細解釋：

1.核心定義

• 生物數學利用微分方程、概率論、拓撲學等數學工具，定量描述生物學現象（如種群動态、疾病傳播、基因表達等），并為生物學實驗提供理論預測。

2.應用領域

• 生态學：研究物種競争、捕食關系等，例如用反應擴散方程模拟生物種群的空間分布。
• 醫學：分析流行病傳播模型（如SIR模型），預測疾病發展趨勢。
• 遺傳學：通過概率模型解析基因突變和自然選擇的機制。
• 系統生物學：構建細胞代謝網絡或神經網絡的計算模型。

3.相關術語

• 數學生物學（Mathematical Biology）：與生物數學常互換使用，但更側重生物學問題的數學理論推導。
• 生物統計學（Biostatistics）：側重于數據驅動的生物學統計分析。

4.發音與拼寫

• 英式音标：/baɪɒmæθə'mætɪks/；美式音标：/baɪoʊ,mæθə'mætɪks/。
• 詞源：由“bio-”（生物）和“mathematics”（數學）組合而成。

5.經典案例

• 1970年，Keller和Segel提出描述黏菌聚集行為的反應擴散方程，成為生物數學領域的裡程碑式研究。

如需進一步了解具體模型或應用場景，可參考生物數學教材或專業論文。

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