生物统计学 第十章 常用试验设计及其统计分析
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生物统计学总复习(2011)生物统计学是指导我们如何利用生命活动中表现出的数量现象,由样本信息推断总体特征的方法论和技法,贯彻通篇的主线是“如何由样本推断总体”,一切概念的引出、一切方法的建立都是为了实现“由样本推断总体”,都是为了保证“由样本推断总体”的过程经济有效,都是为了保证“由样本推断总体”的结果真实可靠。
全面理解“样本”、“总体”、“推断”三者的概念、应用、联系是掌握生物统计学的基础,是理解统计原理、统计方法的基础,是联系统计原理与统计方法的纽带。
“实验单位”、“抽样”、“总体参数”、“大数定律”、“中心极限定理”、“总体分布”、“抽样分布”、“无效假设推断”、“点估计”、“区间估计”、“置信区间”、“局部控制”、“正交设计”等等,有些是为了描述、定义“由样本推断总体”的过程,有些是为了实现“由样本推断总体”而建立的方法,因此,在理解和掌握的过程中,只有与“由样本推断总体”紧密联系,才能真正理解和掌握。
第一章、绪论一、基本概念:生物统计学、描述性统计、总体与样本、随机抽样与随机样本、参数与统计量、试验误差、随机误差、系统误差(错误)、变异系数、效应、互作1、试验误差:由样本推断总体时,试验抽样中由非处理因素对观测指标产生的影响,可用误差平方和、误差军方来定量描述。
试验误差的大小会影响对处理效应的判断,因此在由样本推断总体时,需要对试验误差进行控制,根据实验误差的来源和可控性又可分为系统误差和随机误差。
2、系统误差或错误:系统误差是指在试验过程中,人为的作用所引起的差错,如试验人员粗心大意,使仪器矫正不准、药品配制比例不当、称量不准确等都是人为因素造成的,在试验中完全可以避免的。
3、随机误差:由于无法控制的随机因素所引起的差异是不可避免的,称之为机误或随机误差。
试验中随机误差只能设法减小,而不能完全消灭,增加抽样或试验次数,可以降低随机机误的数值。
4、变异系数:衡量不同样本间,或不同性状样本间变异程度的变异量数,为样本标准差对样本平均数的百分比。
目录实验一 Excel常用生物统计功能简介及应用 (2)实验二方差分析 (9)实验三单因素试验结果分析 (13)实验四多因素试验结果分析 (17)实验五直线回归与相关 (20)实验六 DPS 统计分析软件的应用 (22)常用统计分析软件研究性学习提示 (35)统计网站 (38)参考文献 (39)实验一Excel常用生物统计功能简介及应用1. 实验目的及要求:1.1 实验目的:通过上机作业,掌握Excel常用生物统计功能的应用方法。
1.2 实验要求:根据实验原理,按照实验方法与步骤独立完成作业。
1.3 实验规定学时:4学时1.4 实验性质:综合2. 实验原理:Microft Excel电子表格虽然不是专门的统计软件,但其具有丰富的统计分析功能,界面中文表述,操作简易,可以利用其内置的“分析工具库”进行生物统计中常用的t检验、方差分析、回归分析和次数分布表与直方图的编制等。
2.1 Excel 分析工具库的安装Excel提供了一组统计分析工具,称为“分析工具库”,可以利用其进行统计中常用的t检验、方差分析、回归分析和次数分布表与直方图的编制等。
分析工具库需安装后才可以使用。
打开Excel工作表,在菜单栏单击“工具”选项,如果存在“数据分析”条目,表示分析工具库已经安装,若无,可在“工具”菜单中单击“加载宏”命令,在“加载宏”对话框中选中“分析工具库”,单击“确定”按钮(有的需要插入Excel安装光盘),在“工具”菜单中即出现“数据分析”条目。
2.2 分析工具库的运行及主要统计分析方法在“工具”菜单中单击“数据分析”选项,弹出“数据分析”对话框(见图1),其主要统计分析方法有:(1)方差分析:单因素方差分析、交叉分组有重复双因素方差分析、交叉分组无重复双因素方差分析。
(2)描述统计:计算平均数,标准差等常用统计量。
(3)t检验:配对资料的t检验、等方差非配对资料的t检验、异方差非配对资料的t检验等。
(4)计算多个变量两两之间的相关系数。
生物统计学中的实验设计与数据分析方法一、引言生物统计学作为一门重要的学科,运用统计学的原理和方法来解决生物科学领域的研究问题。
在生物学研究中,实验设计与数据分析方法起着至关重要的作用。
本文将介绍生物统计学中常用的实验设计与数据分析方法。
二、实验设计实验设计是生物研究中最重要的环节之一,合理的实验设计可以保证实验结果的可靠性和科学性。
在生物统计学中常用的实验设计方法包括随机分组设计、区组设计和因子设计等。
1. 随机分组设计随机分组设计是最常见的实验设计方法之一。
它通过将实验对象随机分为若干组,每组进行相同的处理,以消除非实验因素对实验结果的影响。
随机分组设计通常用于比较不同处理间的差异。
2. 区组设计区组设计是处理两个或更多变量时常用的实验设计方法。
其通过将实验对象进行分组,每组内部处理相同,不同组之间处理不同,以减小因组内差异对实验结果的影响。
区组设计常用于对实验因素和区组效应进行分析。
3. 因子设计因子设计是通过改变实验的因子(自变量)来观察和研究不同因子对结果的影响。
在因子设计中,通过对不同水平的因子进行处理,可以分析因子对结果的主效应和交互效应。
三、数据收集与处理在生物统计学中,合理的数据收集和处理方法对最终的数据分析结果至关重要。
常见的数据收集与处理方法包括样本选择、数据清洗和缺失值处理等。
1. 样本选择样本选择是数据收集的第一步。
在生物研究中,合理的样本选择可以保证样本代表性和数据可靠性。
样本选择的原则包括随机抽样、分层抽样和配对抽样等。
2. 数据清洗数据清洗是保证数据质量的重要环节。
在数据清洗过程中,需要排除掉异常值、重复值和无效值等错误数据。
数据清洗的目的是保证数据的准确性和一致性。
3. 缺失值处理缺失值是数据分析中常见的问题之一。
对于存在缺失值的数据,可以采用插补、删除或引入虚拟变量等方法进行处理。
最常见的缺失值处理方法包括均值插补、中位数插补和最近邻法等。
四、数据分析方法数据分析是生物统计学的核心内容之一。
一、试验设计的三个基本原则:
重复(replication)
随机排列(randomization)
局部控制(Local control)
重复、随机化、局部控制称为费雪(R. A. Fisher)三原则,是试验设计中必须遵循的原则。
(1)重复
主要作用:
①估计试验误差:
②降低试验误差,提高试验的精确性
(2)随机排列
随机化的目的是为了获得对总体参数的无偏估计。
抽签法、利用随机数字表法
(3)局部控制
局部控制通常通过设计区组来实现,相应的
二、常用的实验设计方法简介
(1)单因素(one-factor)
1、完全随机设计
完全随机设计是根据试验处理数(n)将全部供试动物随机地分成n组,然后再按组随机实施不同处理的设计。
这种设计保证每头供试验动物都有相同机会接受任何一种处理,而不受试验人员主观倾向的影响。
完全随机设计步骤小结
①对试验对象进行随机分组:分组数=处理数;
②组内的试验对象数=重复数;
③各分组对试验处理随机。
2、单因素随机区组设计
适用范围:单因素试验时,有一个明显的干扰因素,使得试验
3、拉丁方设计
(2)两因素
1、交叉分组设
2、两因素随机区组设计
3、裂区设计
(3)多因素
正交设计。
生物统计学中的实验设计与分析生物统计学是一门跨学科的学科,它涉及统计学、医学、生物学、物理学和计算机科学等领域。
其中实验设计与分析是生物统计学的重点内容之一,它是生物学研究中构建实验、分析实验数据的重要方法。
实验设计实验设计是生物学研究中对实验方案进行构建、随机分组和其他试验设计。
一个好的实验必须经过规划、实施、记录和分析。
实验设计的好坏直接影响实验的结果和结论的可靠性。
实验设计中的一些重要因素包括样本大小、实验控制、测量误差、随机性、重复性、缺失值等。
为了减小样本误差,应当适当增大样本量,同时,根据实验的需要,可以选择单因素、双因素或多因素设计。
实验控制包括不同组之间的控制、不同时间点之间的对照、实验环境和处理方法等等。
测量误差和随机性是不可避免的,但是可以通过设计备份样本、测试偏差等方法减小误差。
随机化的设计可以减小实验结果受样本偏差的影响。
重复性设计可以检验实验结果的可靠性,检验实验差异的稳定性。
缺失值处理可以减少实验结果的影响,也可以减小实验结果的误差,提高实验的有效性。
实验分析实验分析是在实验的基础上通过计算结果、对数据的变异性和统计分析,将实验结果转化为有价值的信息、发现、结论。
实验分析中的一些重要方法包括统计分析、单因素、双因素、多因素方差分析、线性回归分析、非线性回归分析、生存分析等等。
实验结果的可靠性和有用性直接受到实验分析的影响。
统计分析是实验分析的根本工具,它可以对实验中的数据进行描述性和推断性分析。
在描述性分析中,可以了解样本的基本情况、样本之间的关系;在推断性分析中,可以从样本中推断总体的性质,例如对总体均值或总体比例的估计。
单因素、双因素、多因素方差分析可以用来分析实验结果和不同因素之间的关系。
线性回归分析可以发现哪些因素对实验效果有重要影响,而非线性回归分析可以发现实验效果与因素之间的非线性关系。
生存分析可以发现实验结果与生命期的关系,例如药物对病人生命期的影响。
总结实验设计和分析是生物学研究中非常重要的方法,它可以帮助研究者规划实验方案、提高实验效率和可靠性,发掘更加真实和有意义的实验结果。
生物统计学中的实验数据分析和推论生物统计学旨在研究生物学中的数据分析和推论。
它不仅是生物学的重要组成部分,还是分子生物学、生态学等领域的基础。
生物统计学所涉及的包括了生物组成、生理、药理、生态学、进化生物学等课题,因此,生物统计学占据了生物学中极其重要的位置。
在生物学中,实验方法是获得数据的主要方式之一。
本文将介绍生物统计学中的实验数据分析和推论。
实验数据的分析生物学研究中,实验数据是获取研究结论的基础,而实验数据的有效分析对于获得准确、可靠、可重复的研究结果至关重要。
以下是一些生物统计学中常用的实验数据分析方法。
均值、方差和标准差均值、方差和标准差是实验数据分析中最基本、最常用的统计量。
均值是所有数据的平均值,方差和标准差是衡量数据波动性的量。
一般来说,通过这些统计量获得的数据越稳定,结果就越可信。
t检验t检验是实验数据分析中经常使用的方法,它可以帮助我们确定在两组数据中,有无显著的差异。
例如,在药理学中,我们希望确定一种新的药物是否比现有治疗方式更为有效。
这时,我们可以对两组患者的数据进行t检验,从而判断是否存在显著差异。
方差分析方差分析是用来测试组与组之间是否存在显著差异的一项统计技术。
在实验数据分析中,我们往往需要比较多组数据之间的差异。
方差分析可以帮助我们评估这些数据之间的可靠性。
回归分析回归分析是将多个变量的数据分析为单个函数的方法。
它是生物统计学中的一种越来越流行的数据分析方法,回归分析可以帮助我们评估变量之间是否存在相关性,从而准确地预测未来的结果。
实验数据的推论实验数据的推论是根据已知实验数据,推测、预测未知数据的方法。
生物学中,实验数据的推论是非常常见的。
例如,在生态学中,我们希望通过对野生动物的统计数据进行推论,批量预测野生动物的数量、分布、生长趋势等。
这时,我们就需要生物统计学中的推论方法来帮助我们解决问题。
置信区间置信区间是指我们对于未知数据的区间估计。
例如,我们在研究新药的时候需要确定药物的有效性,而我们往往无法得到 100% 可靠的数据。
统计学:生物统计附试验设计1、判断题总体的特征数叫统计数。
()正确答案:错2、填空题判断无效假设是否成立的依据是小概率事件实际不可能原理,即假设检验的基本依据。
用来肯定和否定无效假设的小概率,我们称之为((江南博哥)),通常记为()。
正确答案:显著水平;α3、填空题试验误差按来源分为()误差(条件误差)和()误差(偶然误差)。
正确答案:系统;随机;4、名词解释相关变量正确答案:存在相关关系的变量叫做相关变量。
5、名词解释统计量正确答案:由样本计算的特征数6、名词解释完全随机设计正确答案:根据试验处理将全部试验动物随机分成若干组,然后再按组实施不同处理的设计7、名词解释标准误正确答案:反映样本平均数的抽样误差的大小的一种指标8、名词解释双侧概率正确答案:我们把随机变量X在平均数u加减不同倍数标准差σ区间(u-kσ,u+kσ)之外,取值的概率称为双侧概率9、填空题置信区间指在一定()保证下总体平均数的可能范围。
正确答案:概率10、问答题为什么变异系数要与平均数、标准差配合使用?正确答案:因为变异系数的大小,同时受到平均数和标准差两个统计数的影响,因而在利用变异系数表示资料的变异程度时,最好将平均数和标准差也列出11、名词解释双侧检验(双尾检验)正确答案:利用两侧尾部的概率进行的检验。
12、名词解释离均差平方和正确答案:样本各观测值变异程度大小的另一个统计数13、单选方差分析基本假定中除可加性、正态性外,尚有()假定。
否则要对数据资料进行数据转换。
A、无偏性B、无互作C、同质性D、重演性正确答案:C14、填空题两因素有重复观察值方差分析,既可分析出两因素的主效应,还可分析出()。
当互作效应显著存在时,可通过多重比较找出最佳()。
正确答案:互作效应;水平组合15、单选正态分布不具有下列()之特征。
A、左右对称B、单峰分布C、中间高、两头低D、概率处处相等正确答案:D16、判断题两个连续性变数资料的差异显著性检验只能用t检验,不能用F 检验。
生物统计学与实验设计生物统计学是一门研究生物学数据处理和解释的学科,是生物学实验设计和数据分析的重要工具。
合理的实验设计和有效的统计分析可以帮助我们得出可靠的结论和科学的推断。
本文将介绍生物统计学的基本原理和常用方法,以及如何进行合理的实验设计。
一、生物统计学的基本原理生物统计学是应用统计学原理和方法研究生物学数据的科学。
它的基本原理包括以下几个方面:1. 变量类型:生物学实验中通常涉及不同类型的变量,包括定性变量和定量变量。
定性变量是指描述事物属性的变量,如性别、颜色等;定量变量是指可以进行数值计量的变量,如体重、血压等。
2. 数据采集:在生物学实验中,我们需要收集相应的数据来进行分析。
数据采集应该尽量精确、全面和可靠。
采集数据的过程中要严格按照实验设计的要求进行,避免任何干扰因素的影响。
3. 数据整理和清洗:收集到的数据需要进行整理和清洗,包括去除异常值、缺失值的处理等。
数据整理和清洗是保证数据质量和准确性的重要环节。
4. 描述统计分析:描述统计是通过统计指标来描述数据的基本特征。
包括均值、标准差、频数分布等。
描述统计是对数据的第一层次的分析,可以帮助我们对数据有一个直观的认识。
5. 推断统计分析:推断统计是通过样本数据对总体进行推断。
常用的方法包括假设检验、置信区间估计等。
推断统计可以帮助我们从样本数据中得出总体特征的结论。
二、实验设计合理的实验设计是进行科学研究的基础,也是保证实验结果可靠性的重要因素。
一个良好的实验设计应具备以下几个要素:1. 研究目的和假设:明确研究的目的和假设,假设应具备可验证性和明确性。
2. 实验设计:选择适当的实验设计,包括对照组设计、随机分组设计等。
实验设计应遵循科学原理,能够有效控制干扰因素。
3. 样本大小确定:确定合适的样本大小是保证实验结果可靠性的重要环节。
样本大小的确定需要考虑效应大小、显著水平、样本方差等因素。
4. 随机分配:在实验中对实验对象进行随机分配是避免实验结果的偏倚和提高实验效力的重要手段。