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Ce traité aborde essentiellement l'étude des propriétés et des concepts physico-chimiques caractéristiques du monde biologique à l'échelle moléculaire. Il met l'accent sur l'aspect dynamique des processus biologiques, où les structures moléculaires évoluent continuellement au cours du temps et où l'importance des phénomènes aléatoires croît avec la complexité du système. L'auteur montre que les lois physiques et physico-chimiques s'appliquent aux acteurs du jeu biologique (eau, ions, molécules et macromolécules).
Par une approche trandisciplinaire, il rassemble des éléments habituellement traités de façon fragmentaire et met à la disposition des étudiants un véritable manuel de travail unique en son genre.
L'ouvrage tient compte des formations de départ souvent hétérogènes, limitant en particulier au strict nécessaire les développements mathématiques ; des exercices incitent le lecteur plus physicien à aller plus loin dans l'approche quantitative des phénomènes biologiques.