Математические модели в биологии, фотосинтез, образование, синергетика
Родилась в Москве (1946), окончила физический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова (1972). После окончания работает на кафедре биофизики биологического факультета МГУ. Защитила диссертацию на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук (1978) и доктора физико-математических наук (1990) в области математического моделирования первичных процессов фотосинтеза. Автор учебника «Лекции по математическим моделям в биологии» (2002), монографий «Математические модели первичных процессов фотосинтеза» (1991) и «Математические модели в биофизике и экологии» (2003); учебных пособий: «Кинетика биологических процессов» (1978, 1987; в соавторстве с Н.Ф. Пытьевой, А.Б. Рубиным), «Математические модели биологических продукционных процессов» (1993; в соавторстве с А.Б. Рубиным), «Биофизическая динамика продукционных процессов» (2004; в соавторстве с А.Б. Рубиным), более 80 научных статей по математическому моделированию субклеточных процессов. Председатель и сопредседатель оргкомитетов более 40 междисциплинарных конференций по сериям «Математика. Компьютер. Образование», «Нелинейный мир», «Математика. Информатика. Экология». Главный редактор журнала «Компьютерные исследования и моделирование».
Книга представляет собой лекции по математическому моделированию биологических процессов и написана на основании материала курсов, читаемых на биологическом факультете Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова.
В 24 лекциях изложены классификация и особенности моделирования живых систем, основы математического аппарата, применяемого для построения динамических моделей в биологии, базовые модели роста популяций и взаимодействия видов, модели мультистационарных, колебательных и квазистохастических процессов в биологии. Рассматриваются методы изучения пространственно-временного поведения биологических систем, модели автоволновых биохимических реакций, распространения нервного импульса, модели раскраски шкур животных и другие. Особое внимание уделено важному для моделирования в биологии понятию иерархии времен, современным представлениям о фракталах и динамическом хаосе. Последние лекции посвящены современным методам математического и компьютерного моделирования процессов фотосинтеза. Лекции предназначены для студентов, аспирантов и специалистов, желающих ознакомиться с современными основами математического моделирования в биологии.
В учебном пособии изложены преимущественно вопросы анализа биологических данных и в качестве основы использованы методы теории вероятностей и математической статистики; представлено моделирование динамики биологических процессов, основанное на применении математического аппарата дифференциальных управлений. Для студентов учреждений высшего профессионального образования.
Учебное пособие по курсу «Математические модели в биологии» написано на основании многолетнего опыта ведения семинаров и компьютерного практикума для студентов второго курса Биологического факультета Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова. Материал представлен в виде семинаров, в которых излагаются теоретические положения и методы решения задач с подробным разбором примеров. Предлагаются задачи, которые могут быть использованы как для домашних заданий, так и для контрольных работ. Среди основных тем семинаров можно выделить анализ базовых моделей роста популяций и взаимодействия видов, триггерных и колебательных биологических процессов. Большое внимание уделено построению фазовых и кинетических портретов систем.
Пособие предназначено для преподавателей курса математического моделирования в биологии, а также аспирантов и студентов биологических специальностей, изучающих курс математического моделирования. Оно также может быть использовано при преподавании курса математических моделей в экологии.
Учебное пособие написано по материалам лекций, читаемых в последние годы на биологическом факультете Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова. В книге обсуждаются основные биофизические закономерности и математические модели биологических продукционных процессов. Модели представляют собой системы обыкновенных дифференциальных уравнений, уравнения с запаздыванием, уравнения в частных производных, а также матричные и стохастические модели. Рассмотрены продукционные процессы в одно-, двух- и многовидовых биологических сообществах, процессы роста и развития микробных популяций, факторы, определяющие продуктивность водных экосистем. Особое внимание уделено изучению закономерностей пространственно-временной самоорганизации продукционных систем. Для студентов и аспирантов биологических специальностей, а также для специалистов, использующих кинетические модели продукционного процесса в научной и практической работе.
Книга представляет собой первую часть лекций по математическому моделированию биологических процессов и посвящена описанию поведения биологических систем во времени. В двенадцати лекциях изложены классификация и особенности моделирования живых систем, основы математического аппарата, применяемого для построения динамических моделей в биологии, базовые модели роста популяций и взаимодействия видов, модели мультистационарных, колебательных и квазистохастических процессов биологических процессов разного уровня. Особое внимание уделено важному для моделирования в биологии понятию иерархии времен, современным представлениям о фракталах и динамическом хаосе. Лекции предназначены для студентов, аспирантов и специалистов, желающих ознакомиться с современными основами математического моделирования в биологии.
Учебное пособие по математическому моделированию сложных биологических систем. Рассмотрены основные принципы моделирования продукционных процессов, классификация моделей, вопросы устойчивости и управления. Последовательно изложены модели роста и развития отдельной популяции, модели взаимодействия двух и нескольких популяций, продукционные процессы в водных системах и в микробных сообществах, модели продукционного процесса растений.
Ризниченко Г. Ю.Математические модели первичных процессов фотосинтеза Итоги науки и техники. Серия Биофизика, т.31, 162 с. М., 1991.
Излагаются математический аппарат и принципы построения и идентификации моделей фотосинтетических процессов во фрагментах фотосинтетических реакционных центров бактерий и высших растений, оценки физических параметров процессов.
Учебное пособие состоит из двух частей: первая часть содержит изложение математического аппарата, применяемого для построения кинетических моделей биологических процессов, вторая - описание кинетических моделей в экологии, ферментативном катализе, фотосинтезе. Главы, посвященные математическим моделям в экологии и ферментативном катализе, существенно переработаны по сравнению с 1-м изданием, вышедшем в 1977 г., в соответствии с достижениями в этих областях биологической кинетики. Приводятся сведения об основных свойствах организации и регулирования белковых катализаторов. Дано изложение современной теории ферментативных реакций в гомогенных растворах. Описаны математические модели первичных процессов фотосинтеза.
В пособии излагается качественная теория дифференциальных уравнений как основа для анализа кинетики биологических процессов. Рассматривается применение этих уравнений к изучению различных биологических объектов, описываются математические модели колебательных процессов в биологии, эволюционных процессов, а также динамики популяций в экологических системах.
Malik M., Riznichenko G., Rubin A.Biological electron transport processes. Mathematical modeling and computer simulation Horwood, 1990.
Рассмотрены модели электронного переноса в мультиферментных комплексах, между молекулами в растворе и в системах, включающих как перенос электрона в пределах комплекса, так и диффузионно контролируемые стадии. Изучены модели, представляющие собой системы дифференциальных уравнений, и модели, имитирующие процессы электронного транспорта в хлоропластах и их фрагментах и митохондриях путем задания вероятностей отдельных элементарных событий.
Based on up-to-date physicochemical data, a complete kinetic model of the catalytic cycle of photosystem II (PS II) for higher green plants was constructed. In compliance with the time hierarchy of photosynthetic stages, the model was reduced in order to describe only processes occurring on the millisecond time scale. In terms of the model, chlorophyll fluorescence induction curves at different values of model parameters were calculated. The fluorescence intensity was determined from an equation for calculating the concentrations of PS II fluorescence states and their dependence on the components of the electrochemical potential across the tylacoid membrane. The proposed model, which considers only processes occurring within PS II, cannot describe some features of the ascending branch of the chlorophyll fluorescence induction curve. It was found that the steady-state level of the fluorescence intensity may nonmonotonically depend on the transmembrane electric potential.
Ризниченко Галина Юрьевна