生物統(tǒng)計(jì)學(xué)課件：統(tǒng)計(jì)與科學(xué)假設(shè)

1、統(tǒng)計(jì)與科學(xué)假設(shè)統(tǒng)計(jì)與科學(xué)假設(shè)科學(xué)工作者在觀察、研究森林中的響尾蛇時(shí)，發(fā)現(xiàn)一個(gè)奇特現(xiàn)象：響尾蛇捕獲獵物后，它的毒牙會迅速地將毒液注入獵物體內(nèi)，并不馬上把獵物吞下。而是放獵物逃走。過一段時(shí)間后，響尾蛇再去追尋和吞食獵物。張濤，劉恩山；生物學(xué)通報(bào)，2008年第4卷第7期提出問題：響尾蛇是根據(jù)什么標(biāo)記去追尋中毒的獵物的?從一個(gè)示例開始從一個(gè)示例開始通過前人研究，已知下列有關(guān)信息： 響尾蛇的視力不好，它的眼只能感受可見光，而不能看清物體；響尾蛇的眼下方有一對能感受熱的結(jié)構(gòu)，可以感受到較近的動(dòng)物體溫； 響尾蛇的舌能感受空氣中的氣味； 一只沒有被響尾蛇咬傷的動(dòng)物不能觸發(fā)響尾蛇的追蹤行為。提出問題： 響尾蛇是

2、根據(jù)什么標(biāo)記去追尋中毒的獵物的?通過已有知識，對響尾蛇追尋獵物的行為作出推測或判斷： 森林中的光線昏暗。響尾蛇無法靠視力來追尋獵物； 雖然響尾蛇有感受動(dòng)物體溫的結(jié)構(gòu)，但獵物已經(jīng)跑得很遠(yuǎn)響尾蛇無法利用這一結(jié)構(gòu)；提出科學(xué)假設(shè)：響尾蛇是根據(jù)自己毒液的氣味來追尋受傷的獵物的。實(shí)驗(yàn)1：從一個(gè)蛇洞里拖出一只被響尾蛇襲擊中毒而死的老鼠，沿事先設(shè)定的彎曲路徑拖一段較長的路程?？错懳采吣芊裱刂茖W(xué)工作者設(shè)定的路徑爬了過來。最后追尋到那只中毒的死鼠。實(shí)驗(yàn)2：將一只沒有被響尾蛇襲擊過的死老鼠。按實(shí)驗(yàn)1設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，看響尾蛇能否沿著科學(xué)工作者設(shè)定的路徑爬了過來，最后追尋到那只中毒的死鼠。檢驗(yàn)方案孟德爾實(shí)驗(yàn)孟德爾實(shí)驗(yàn)-

3、 -單性狀單性狀現(xiàn)象：對大量實(shí)驗(yàn)群體進(jìn)行整理歸類與計(jì)算，發(fā)現(xiàn)F2代中豌豆7個(gè)性狀的顯性:隱性之比都接近于3:1問題：是什么原因使得F2代性狀比例為3:1?提出假設(shè)：顆粒遺傳檢驗(yàn)：1900年荷蘭的雨果德弗里斯, 德國的卡爾柯靈斯, 和奧地利的契馬克各自獨(dú)立研究再次發(fā)現(xiàn)了這一定律孟德爾實(shí)驗(yàn)孟德爾實(shí)驗(yàn)- -組合性狀組合性狀通過大量實(shí)驗(yàn)，對結(jié)果進(jìn)行整理歸類與統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)數(shù)字特征由分析結(jié)果提出了問題根據(jù)已有知識和自己猜想，提出科學(xué)假設(shè)來解釋這個(gè)問題或現(xiàn)象后人的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算分析進(jìn)一步驗(yàn)證了其假設(shè)的廣泛性和合理性遺傳學(xué)的發(fā)展遺傳學(xué)的發(fā)展生物數(shù)據(jù)的爆炸性增長生物數(shù)據(jù)的爆炸性增長1000 Genomes Pro

4、ject這只是人類基因組數(shù)據(jù)的冰山一角Nature 2012, 491:56-65RCSB Protein Data BankHomo sapiens (25327)Escherichia coli (4813)Mus musculus (4293)Saccharomyces cerevisiae (2304)Bos taurus (2295)Rattus norvegicus (2106)Escherichia coli K-12 (1888)Other (54288)Metabolic pathwayNBT 2013, 31:5DrugsTTDTargetDrugsuccessful ta

5、rgets388approved drug2003clinical trial targets461clinical trial drug3147research targets1331experimental drugs14853DrugBankTarget4270Drug7680CMapDrug1309小分子干擾實(shí)驗(yàn)6100組表達(dá)譜7056個(gè)統(tǒng)計(jì)與科學(xué)假設(shè)統(tǒng)計(jì)與科學(xué)假設(shè)Traditionally, experimental design and hypothesis formulation might have been done by experimentalists, with bio

6、informatics often seen as a post hoc analysis step. EMBO Reports, 2013,14:4We felt that input from bioinformatics at early project stages could help to formulate hypotheses and enable experimental design with the appropriate statistical power to confirm or deny the hypotheses, and ensure that data i

7、nterpretation bias is minimized.Further insights from data exploration can be used to generate new hypotheses for an iterative cycle between hypothesis generation, data collection and hypothesis testing.On the cover: The illustration, inspired by the “The Great Wave off Kanagawa” (woodblock print, Katsushita Hokusai, c. 1829-1832), portrays the puzzle of the Irving-William series, its effects on economy of metal use, and the rise of crucial pelagic metalloenzymes that triggered planet oxygenation and aerobic metabolic networks統(tǒng)計(jì)與假設(shè)統(tǒng)計(jì)與假設(shè)課程項(xiàng)目課程項(xiàng)目1 1：釀酒