生物統(tǒng)計(jì)和試驗(yàn)設(shè)計(jì)市公開(kāi)課獲獎(jiǎng)?wù)n件

1、生物統(tǒng)計(jì)與試驗(yàn)設(shè)計(jì)李齊發(fā)南京農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院 南京第1頁(yè)第1頁(yè)幾點(diǎn)闡明1.課程成績(jī)作業(yè) 20分考勤 10分期末考試 70分2.期末考試3.教 材英譯漢 10分名詞解釋 20分簡(jiǎn)答題 30分計(jì)算題 40分4.計(jì) 算 器5.課堂紀(jì)律第2頁(yè)第2頁(yè)第一章 概 論 生物統(tǒng)計(jì)學(xué)慣用術(shù)語(yǔ) 生物統(tǒng)計(jì)學(xué)內(nèi)容 生物統(tǒng)計(jì)學(xué)特點(diǎn) 生物統(tǒng)計(jì)學(xué)概念第3頁(yè)第3頁(yè)第一節(jié) 生物統(tǒng)計(jì)學(xué)概念生物統(tǒng)計(jì)學(xué)（biostatistics）就是用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)原理與辦法來(lái)處理生物學(xué)資料學(xué)科 達(dá)爾文時(shí)代以前生物學(xué)，普通以描述為主顏色形狀大小羽色冠形體格白羽黑羽黃羽橫斑紋白來(lái)航雞 狼山雞 正陽(yáng)三黃雞 蘆花雞 單冠豆冠玫瑰冠草莓冠茶花雞

2、舊院黑雞 泰和烏雞 泰和烏雞大型雞小型雞蕭山雞 矮小雞 第4頁(yè)第4頁(yè) 伴隨生物學(xué)發(fā)展,描述已無(wú)法滿足科學(xué)研究需要，于是就有了度量 有了度量以后就產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)資料，那么，如何來(lái)處理、分析這些看似雜亂無(wú)章數(shù)據(jù)資料，并且發(fā)覺(jué)其內(nèi)在規(guī)律采用普通數(shù)學(xué)辦法來(lái)進(jìn)行計(jì)算用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)原理與辦法生物統(tǒng)計(jì)學(xué)力不從心，甚至是無(wú)能為力 第5頁(yè)第5頁(yè)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是動(dòng)物科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中必不可少工具，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)方面： 遺傳、育種 營(yíng)養(yǎng)、飼料 基因組分析 遺傳圖譜構(gòu)建 QTL定位第6頁(yè)第6頁(yè)在國(guó)外尤其是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家，生物統(tǒng)計(jì)學(xué)已經(jīng)滲入到生物學(xué)相關(guān)各個(gè)領(lǐng)域：課題申請(qǐng)論文審稿新藥研發(fā)專設(shè)機(jī)構(gòu)第7頁(yè)第7頁(yè)生物統(tǒng)

3、計(jì)學(xué)思維和辦法已經(jīng)滲入到動(dòng)物生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究之中與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)缺乏從事生物統(tǒng)計(jì)學(xué)研究專業(yè)人員 畜牧與獸醫(yī)雜志審稿 與農(nóng)業(yè)部動(dòng)物檢疫所（青島）合作 本科畢業(yè)論文答辯第8頁(yè)第8頁(yè)孟德?tīng)栠z傳定律、生物進(jìn)化理論、分子數(shù)量遺傳學(xué)和生物信息學(xué)等，它們發(fā)覺(jué)、誕生和發(fā)展，都離不開(kāi)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)參與 伴隨分子生物學(xué)發(fā)展，生物統(tǒng)計(jì)學(xué)越來(lái)越顯示出它主要性 第9頁(yè)第9頁(yè)第二節(jié) 生物統(tǒng)計(jì)學(xué)特點(diǎn)1. 概率性（Probability）2. 二元性（Duality）3. 歸納性（Induction）第10頁(yè)第10頁(yè)1. 概率性生物學(xué)數(shù)據(jù)含有變異性針對(duì)生物性狀進(jìn)行研究得出一個(gè)結(jié)論時(shí)，這個(gè)結(jié)論正確性往往是相正確、有條件，這個(gè)條件

4、能夠用概率值來(lái)表示不能通過(guò)描述性定性科學(xué)或決定性數(shù)量科學(xué)來(lái)處理生物學(xué)領(lǐng)域中諸多問(wèn)題 第11頁(yè)第11頁(yè)動(dòng)物血液是紅色冰魚(yú)血液是黃色馬蹄蟹血液是藍(lán)色第12頁(yè)第12頁(yè)天下烏鴉普通黑 形容萬(wàn)惡舊社會(huì)官官相護(hù) 央視國(guó)際報(bào)道：在印度南部一個(gè)小村莊發(fā)覺(jué)了一只白色烏鴉第13頁(yè)第13頁(yè)出現(xiàn)了白色烏鴉，就認(rèn)為“天下烏鴉普通黑”觀點(diǎn)就是錯(cuò)誤出現(xiàn)了黃色血液冰魚(yú)，就認(rèn)為“動(dòng)物血液是紅色”結(jié)論是不正確 按照一些學(xué)科推理，假如出現(xiàn)反例就必須要否認(rèn)本來(lái)結(jié)論假如從生物統(tǒng)計(jì)學(xué)角度來(lái)看，結(jié)果會(huì)完全不同至少有95%以上動(dòng)物血液是紅色至少有99%以上烏鴉是黑色 第14頁(yè)第14頁(yè) 典型數(shù)學(xué)計(jì)算結(jié)果是絕正確、明確，也是唯一 生物統(tǒng)計(jì)學(xué)從復(fù)

5、雜多變生物性狀中得出結(jié)論普通都只能在一定概率確保下認(rèn)為是正確，同時(shí)得到結(jié)果也不是唯一 生物統(tǒng)計(jì)學(xué)不同于經(jīng)典數(shù)學(xué)現(xiàn)在概率思想越來(lái)越進(jìn)一步到每個(gè)人生活中 午后有陣雨，雷雨時(shí)短時(shí)陣風(fēng)降水概率75%，東南風(fēng)轉(zhuǎn)西北風(fēng)第15頁(yè)第15頁(yè)2. 二元性 生物統(tǒng)計(jì)學(xué)理論體系概率論 大量、起源于生產(chǎn)實(shí)踐數(shù)據(jù)資料 生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是理論與實(shí)踐并重一門(mén)學(xué)科，有時(shí)處理實(shí)踐資料甚至重于理論指導(dǎo) 生物統(tǒng)計(jì)學(xué)二元性： 理論與實(shí)踐并重 理論與實(shí)踐密切結(jié)合 第16頁(yè)第16頁(yè)3. 歸納性理論上我們總希望能取得并處理含有同一性質(zhì)所有資料歸納性是生物統(tǒng)計(jì)學(xué)主要精神，簡(jiǎn)樸地說(shuō)就是從部分資料（統(tǒng)計(jì)學(xué)中稱為樣本）中歸納出普通性原理并把它應(yīng)用到較大范

6、圍（統(tǒng)計(jì)學(xué)中稱為總體） 豬鏈球菌病研究 四川地域病人主要是通過(guò)接觸性傷口感染豬鏈球菌病人感染豬鏈球菌病，主要是通過(guò)接觸性傷口傳播 廣東東京紐約在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中只能取得其中很小、但含有代表性一部分個(gè)體來(lái)進(jìn)行研究、分析和處理 第17頁(yè)第17頁(yè)第三節(jié) 生物統(tǒng)計(jì)學(xué)主要內(nèi)容生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是動(dòng)物科學(xué)專業(yè)專業(yè)基礎(chǔ)課程生物統(tǒng)計(jì)學(xué)主要包括兩大部分內(nèi)容：1. 統(tǒng)計(jì)部分1.1 描述性統(tǒng)計(jì) 主要是數(shù)據(jù)資料整理、分析，是生物統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容（1）數(shù)據(jù)資料整理（2）數(shù)據(jù)資料特性值計(jì)算（3）概率分布和抽樣分布第18頁(yè)第18頁(yè)1.2 統(tǒng)計(jì)推斷又稱假設(shè)檢查，是生物統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)鍵內(nèi)容 （1）t-檢查主要用于檢查2個(gè)平均數(shù)間差別是否明

7、顯（2）2-檢查 主要用于檢查由質(zhì)量性狀得來(lái)次數(shù)資料明顯性（3）F-檢查 主要用于檢查多個(gè)平均數(shù)間差別是否明顯（4）非參數(shù)檢查 主要用于檢查樣本容量小、未知分布資料明顯性1.3 相關(guān)與回歸分析通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)資料相關(guān)、回歸分析，揭示出試驗(yàn)指標(biāo)間內(nèi)在聯(lián)系，為動(dòng)物生產(chǎn)提供強(qiáng)有力依據(jù)（1）簡(jiǎn)樸相關(guān)（2）簡(jiǎn)樸回歸（3）曲線回歸（4）多元回歸第19頁(yè)第19頁(yè)2. 試驗(yàn)設(shè)計(jì)部分主要是試驗(yàn)設(shè)計(jì)基本原理、辦法 完全隨機(jī)設(shè)計(jì) 配對(duì)設(shè)計(jì) 拉丁方設(shè)計(jì) 正交設(shè)計(jì) 隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì) 交叉設(shè)計(jì)第20頁(yè)第20頁(yè)第四節(jié) 生物統(tǒng)計(jì)學(xué)慣用術(shù)語(yǔ)1. 變量與觀測(cè)值變量（variable）是指不同個(gè)體間表現(xiàn)變異性某種特性對(duì)于一個(gè)個(gè)體來(lái)說(shuō)，通過(guò)度

8、量所得到某一變量含有變異性質(zhì)數(shù)值就稱為觀測(cè)值（observation）2. 總體與樣本總體（population）是指研究所有對(duì)象，即含有相同性質(zhì)觀測(cè)值所構(gòu)成集合相同生物體所構(gòu)成集合，如同一物種，不是統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上總體只有相同生物體所含有某一相同性狀所表現(xiàn)出來(lái)值集合才干作為統(tǒng)計(jì)學(xué)中總體第21頁(yè)第21頁(yè)總體中每一個(gè)研究對(duì)象稱為個(gè)體（individual）無(wú)限總體既有時(shí)間內(nèi)涵，又有空間（地域）內(nèi)涵。當(dāng)我們把某一總體限定于某一時(shí)間、某一地域時(shí)，無(wú)限總體就成了有限總體 總體按所含個(gè)體數(shù)量能夠分為無(wú)限總體和有限總體禽流感雞產(chǎn)蛋量無(wú)限總體遼寧黑山有限總體 總體按研究對(duì)象又能夠分為現(xiàn)實(shí)總體和假想總體 豬鏈球菌

9、病2型疫苗免疫效果假想這一部分被試豬就來(lái)自于已注射新疫苗豬總體這一總體在疫苗推廣之前并不存在假想總體當(dāng)新疫苗試驗(yàn)成功并加以推廣后這一總體就存在了現(xiàn)實(shí)總體第22頁(yè)第22頁(yè)（1）總體往往是無(wú)限、假想 在實(shí)際工作中不也許對(duì)總體中所有觀測(cè)值一一加以考察，而只能對(duì)其中含有代表性一小部分觀測(cè)值進(jìn)行研究 （2）有限總體有時(shí)也包括數(shù)目相稱多個(gè)體，要取得所有觀測(cè)值須花費(fèi)大量人力、物力和時(shí)間（3）有些性狀測(cè)定、觀測(cè)值取得帶有破壞性樣本（sample）就是從總體中抽得一部分含有代表性觀測(cè)值所構(gòu)成子集為了使所得到樣本能無(wú)偏地預(yù)計(jì)總體，必須使總體中每一觀測(cè)值都有同等機(jī)會(huì)進(jìn)入樣本，這種抽樣辦法稱為隨機(jī)抽樣（random

10、sampling） 隨機(jī)抽樣法所得到樣本稱為隨機(jī)樣本（random sample）第23頁(yè)第23頁(yè)樣本中所包括觀測(cè)值個(gè)數(shù)，稱為樣本容量 用n表示 有限總體大?。傮w容量），用N表示 n30樣本稱為小樣本 n30稱為大樣本 原則：大動(dòng)物樣本容量可小一些，小動(dòng)物樣本容量可適當(dāng)大一些3. 參數(shù)與統(tǒng)計(jì)量 反應(yīng)數(shù)據(jù)集中趨勢(shì)總體平均數(shù) 參數(shù)（parameter）：由總體各觀測(cè)值所取得、用來(lái)描述總體特性數(shù)值反應(yīng)數(shù)據(jù)變異程度總體原則差 參數(shù)是一個(gè)真值、一個(gè)定值，不改變 用表示用表示第24頁(yè)第24頁(yè)統(tǒng)計(jì)量（statistic）：由樣本各觀測(cè)值計(jì)算得到、用來(lái)描述樣本特性數(shù)值 樣本平均數(shù) 樣本原則差 用S表示 統(tǒng)計(jì)

11、量是改變，不固定用 表示 統(tǒng)計(jì)量和參數(shù)關(guān)系 從同一總體中抽取不同樣本所計(jì)算得到同一性質(zhì)統(tǒng)計(jì)量是不相同，但這些統(tǒng)計(jì)量都能夠用來(lái)預(yù)計(jì)對(duì)應(yīng)參數(shù) 在絕大多數(shù)情況下，參數(shù)很難直接由計(jì)算得到，而只能通過(guò)樣本統(tǒng)計(jì)量來(lái)進(jìn)行預(yù)計(jì) 第25頁(yè)第25頁(yè)4. 準(zhǔn)確度與準(zhǔn)確度 準(zhǔn)確度（accuracy）也稱為準(zhǔn)確性，是指觀測(cè)值與真值靠近程度 準(zhǔn)確度（precise）也稱為準(zhǔn)確性，指在同一處理?xiàng)l件下，同一批觀測(cè)值間互相靠近程度 準(zhǔn)確度高、準(zhǔn)確度高 在諸多情況下，準(zhǔn)確度和準(zhǔn)確度兩者往往不可兼得，因此在制定試驗(yàn)方案或進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)較好地加以權(quán)衡 準(zhǔn)確度低、準(zhǔn)確度低 準(zhǔn)確度低、準(zhǔn)確度高 原則上，能夠適當(dāng)放棄一些準(zhǔn)確度以確保足夠

12、準(zhǔn)確度 第26頁(yè)第26頁(yè)5. 隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差 誤差（error）：試驗(yàn)結(jié)果和真值之間差別和偏離5.1 隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差（random error）又稱為偶然誤差，是指由各種偶然原因引起、無(wú)法加以預(yù)測(cè)和控制無(wú)規(guī)律偏差 （1）偶然性隨機(jī)誤差性質(zhì):（2）恒在性（3）獨(dú)立性（4）影響準(zhǔn)確度 隨機(jī)誤差是進(jìn)行統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢查基礎(chǔ)，沒(méi)有隨機(jī)誤差就沒(méi)有統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢查 生物統(tǒng)計(jì)學(xué)就是為誤差而誕生，生物統(tǒng)計(jì)學(xué)所有意義就是處理和預(yù)計(jì)誤差第27頁(yè)第27頁(yè)5.2 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差（systematic error）也稱為片面誤差，是指由于一些特定非試驗(yàn)條件所造成使試驗(yàn)結(jié)果朝某一個(gè)方向發(fā)生有規(guī)律偏移 （1）度量工具不正確 （5）試驗(yàn)人員操作或觀測(cè)時(shí)偏愛(ài)和習(xí)慣