\" Математика и биологические науки\".

Введение Для современной науки характерно применение точных математических методов в самых различных областях. Эти методы проникают в экономику, лингвистику, психологию и многие другие области знания, в том числе и в биологию. В науку о живой природе математика входит различными путями: с одной стороны — это использование современной вычислительной техники для быстрой обработки результатов биологического эксперимента, с другой — создание математических моделей, описывающих различные живые системы и происходящие в них процессы. Не менее важна и «обратная связь», возникающая между математикой и биологией: биология не только служит ареной для применения математических методов, но и становится все более существенным источником новых математических задач. Некоторые связи между биологией и математикой стали уже вполне привычными. Это относится, прежде всего, к генетике и исследованию динамики популяций.

---

Больше не нужно думать, где заказать дипломную работу в москве , ведь есть наш сайт.

---

. Пока еще трудно говорить о математической биологии в целом как о сложившейся науке, но математическая генетика уже стала достаточно сформировавшейся дисциплиной. В исследование взаимоотношений между популяциями животных, образующими сообщество, в изучение динамики численности популяций математические методы прочно вошли еще несколько десятилетий тому назад. Наконец для всей биологии в целом стало уже традиционным широкое применение математической статистики, различных методов математической обработки результатов эксперимента. Цель моей курсовой работы— показать важность и плодотворность математического подхода к таким биологическим, в частности физиологическим проблемам, для которых такой подход еще только складывается. «Математический подход» к исследованию тех или иных явлений реального мира — физических, биологических, экономических и т. д. — отнюдь не сводится к применению каких-либо стандартных математических приемов, расчетных формул и т. п. Математический подход к исследованию какой-то новой области — прежде всего выработка достаточно четких общих понятий, создание моделей, пригодных для изучения их точными количественными методами, выяснение фундаментальных принципов организации изучаемых систем. ?

Без математики невозможно представить современный мир. Без нее стала невозможной работа компьютеров, телевизоров, радио, невозможно было бы рассчитать конструкции зданий, мостов, самолетов, или набрать элементарную книгу, посчитать количество особей на данной территории или рассчитать траекторию миграции, ее отклонение, для стаи птиц, невозможной стала бы навигация, человек потерялся бы на своей собственной планете. Математика дана человеку самой природой, она является не чем-то абстрактным, а настоящей реальностью. Человек прошел огромный путь от вопроса «сколько и как?» до вопроса «почему?» и на него успешно отвечает математика и ее математические модели. Современная биология широко применяет математические и компьютерные методы. Без использования математических методов было бы невозможным выполнение таких глобальных проектов, как геном человека, расшифровка пространственной структуры сложных биомакромолекул, дистанционная диагностика, компьютерное моделирование новых эффективных лекарств («драг- дизайн»), планирование мероприятий по предотвращению распространения эпидемий, анализ экологических последствий работы промышленных объектов, биотехнологические производства и многое другое. Бурное внедрение математических методов в биологические науки в последние десятилетия связано в первую очередь с развитием экспериментальных физико-химических методов биологических исследований. Рентгеноструктурный и спектроскопические (ЯМР, ЭПР) методы, анализ последовательности ДНК невозможны без математической обработки результатов эксперимента. С другой стороны, применение математических методов способствовало пониманию законов, лежащих в основе многих биологических процессов. Среди них – свойства циклических колебаний численностей популяций, принцип конкурентного исключения Гаузе для конкурирующих видов, пороговая теорема в математической эпидемиологии, условия распространения нервного импульса, условия возникновения разного типа автоволновых процессов в активных тканях, в частности в сердечной мышце и многие другие. В современной России работы по математическому моделированию в биологии проводятся в ряде научно-исследовательских институтов и ВУЗов. Одно из ведущих мест принадлежит научному центру в г. Пущино, где в 1972 г. был организован научный вычислительный центр РАН (Директор – А.М. Молчанов), который в 1992 г. получил статус Института математических проблем биологии РАН. Нынешний директор ИМПБ – В.Д.Лахно, который также является председателем Научного Совета РАН по математической биологии и биоинформатике. ИМПБ РАН является ведущим научным учреждением по данной проблеме и издает электронный журнал «Математическая биология и биоинформатика» Работы по математическому моделированию биологических процессов ведутся также в других учреждениях Пущинского научного центра РАН: Институте биофизики клетки РАН.директор - чл.-корр. РАН Е.Е.Фесенко (в основном по молекулярно-динамическому и квантово-механическому моделированию процессов в биомакромолекулах) и Институте теоретической и экспериментальной биофизики РАН, директор – чл.-корр. РАНГ.Р.Иваницкий (моделирование процессов самоорганизации в активных средах, автоволновны в живых клетках и биополимерах ). В научной школе академика Г. И Марчука активно развиваются методы моделирования применительно к медицине, в частности, разрабатываются модели иммунитета и распространения эпидемий. Исследования биологических систем с использованием математических моделей проводятся в Институте биофизики СО РАН (Красноярск, Институте генетики СО РАН (Новосибирск), в университетах Нижнего Новгорода, Саратова, Ростова-на-Дону, Ярославля, в Государственном университете «Московский физико-технический институт», в Национальном исследовательском ядерном университете «МИФИ» и др. Работы по математическому моделированию в биологии в МГУ активно ведутся на Биологическом факультете (модели первичных процессов фотосинтеза и других процессов в субклеточных и клеточных системах, молекулярная динамика белков и биомембран), Физическом факультете МГУ (модели молекулярных машин), факультете Вычислительной математики и кибернетики (популяционная динамика, математическая экология, эволюционные модели, модели управления), Механико-математическом факультете (модели вестибулярного аппарата, модели растительных сообществ). Биологические задачи инициировали создание новых математических теорий, которые обогатили саму математику.

Список литературы 1.Беллман.Р. Математические методы в медицине (перевод с англ. А.П.Лисаченкова, И.Л.Шалькова, под редакцией М.Белых) М.: мир, 1987. 2.Гильдерман.Ю.И. Математизация биологии. М.:знание, 1969. 3. Коренева Л.Г. Генетика и математика\ математика и естествознание. М.: Просвещение,1979. 4.Фомин С.В. Математика в биологии. М.: Знание,1989. 5. Калиткин Н.Н. Математические модели природы и общества.Н.Н.Калиткин, Н.В.Карпенко, А.П.Михайлов, В.Ф.Тишкин, М.В.Черненков. Физматлит,2005. 6. Математические модели в экологии и генетике, М,1994. 7. Чепиков.М.Г. Интеграция науки, М.: Мысль,1981 8.Братусь А.М., Новожилов А.П., Платонов А.П. Динамические системы и модели в биологии. М., Физматлит. 2010 9.Мюррей Д. Математическая биология. Том 1. Введение. Изд. ИКИ-РХД, М-Ижевск, 2009 10.Мятлев В.Д., Панченко Л.А., Ризниченко Г.Ю., Терехин А.Т. Высшая математика и ее приложения к биологии. Теория вероятностей и математическая статистика. Математические модели. Академия. М., 2009 11.Ризниченко Г.Ю. Лекции по математическим моделям в биологии. Изд. РХД, М-Ижевск, 2003.