Model Approaches to Some Complex Biological Process 物理四 秦靖怡

Introduction Propagation and Ecological Interactions Growth and Differentiation Evolution Neural Processes 結論

Introduction 生物大分子並不能獨立表現生命現象，只有形 成了蛋白質、核酸為基礎的多分子體系時，才 能表現生命萌芽。 由於多分子體系可以到有機表面的催化作用， 而反過來作用於各類單體的聚合，促使產生更 高級的蛋白質和核酸，然後通過有序性逐漸提 高的長期過程，其結構、機能便愈益複雜和完 善，由此產生出原始生命

Propagation and Ecological Interactions 一個生態系統之所以具有自我更新和維持的能 力，是因為生存其中的物種之間存在著緊密的 交互作用關係，物種間的這些交互作用關係是 維持生態系統健康的基礎。 EX: 1. 植物 2. 動物

簡易的數學假設 K:rate constant m: 死亡 p: 繁殖 Thomas Robert Malthus

此時的 n 趨近於一飽和值 (Verhulst-Rearl law)

Growth and Differentiation 隨著時間的推移，生命在不斷地進化，其形態也越來越 複雜 為了使細胞得以生存，並且經受得住環境變化的考驗， 生命開始出現差異 : 1.growth-stimulating 2.growth-inhibiting 當這些生物體的細胞在形態上開始出現差異，每一細胞 都承擔維持生命和自我繁殖所必需的各種功能

Evolution 什麼是演化呢 ? 到底是什麼樣的力量, 可以驅使族群中的對偶 基因的機率隨著連續世代而改變呢 ??

1. 突變 (Mutation). 2. 基因漂變 (Genetic drift). 3. 基因流動 (Gene flow) 4. 天擇作用 (Natural selection)

Neural Processes 神經系統最主要的行為就是訊息的傳遞, 而訊 息則是藉由複雜的神經網路來進行. 最初假設的 model: 太簡單

交互作用 : 類比於 spin-glasses 1.direction:parallel silent anti-parallel excited 2.state:frustrated state Brain and Computer: 1. 最大的不同 :time constant 2.neurobiologists 分成兩派

結論 目前生物系統的研究領域還在不斷擴大，逐漸 與物理學慢慢結合，增加生命系統的活動成為 生物動力學，這都使得動力學在深度和廣度兩 個方面有了進一步的發展。

參考資料 The Kinetics of Biological Systems ult.htm ult.htm