生物統計附試驗設計復習題及答案(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 2直線相關系數與回歸系數的關系如何？直線相關系數與配合回歸直線有何關系？ 相關變量 x 與 y 的相關系數 r 是 y 對 x 的回歸系數與 x 對 y 的 相關系數 xy 的幾何平均數： 錯誤 !未找到引用源。 2 動物試驗計劃包括哪些內容？ （一）課題名稱與試驗目的科研課題的選擇是整個研究工作的第一步。 選題時應注意以下幾點： 實用性要著眼于畜牧、水產等科研和生產中急需解決的問題，同時從發展的觀點出發， 適當照顧到長遠或不久將來可能出現的問題。 先進性在了解國內外該研究領域的進展、水平等基礎上，選擇前人未解決或未完全解決的問題，以求在理論、觀點及方法等方面有所突破。 創新性研究課題要有自己的新穎之處。 可行性就是完成科研課題的可能性，無論是從主觀條件方面，還是客觀條件方面，都要能保證研究課題的順利進行。 （二）研究依據、內容及預期達到的經濟技術指標 （三）試驗方案和試驗設計方法見本章第四節至第八節。 （四）供試動物的數量及要求 （五）試驗記錄的項目與要求 （六）試驗結果分析與效益估算 （七）已具備的條件和研究進度安排 （八）試驗所需的條件 （九）研究人員分工 （十）試驗的時間，地點和工作人員 （十一）成果鑒定及撰寫學術論文 。 2 如何擬定一個正確的試驗方案？ 為了擬定一個正確的、切實可行的試驗方案，應從以下幾方面考慮： 根據試驗的目的、任務和條件挑選試驗因素 根據各試驗因素的性質分清水平間差異 各因素水平可根據不同課題、因素的特點及動物 的反應能力來確定，以使處理的效應容易表現出來。 試驗方案中必須設立作為比較標準的對照 試驗處 理（包括對照）之間應遵循唯一差異原則 有的試驗要設置預試期 2 試驗設計應遵循哪三條基本原則？這三條基本原則的相互關系與作用為何？ （一）重復 重復是指試驗中同一處理實施在兩個或兩個以上的試驗單位上。 （二）隨機化 隨機化是指在對試驗動物進行分組時必須使用隨機的方法，使供試動物進入各試 驗組的機會相等，以避免試驗動物分組時試驗人員主觀傾向的影響。這是在試驗中排除非試驗因素干擾的重要手段，目的是為了獲得無偏的誤差估計量。 （三）局部控制 ——試驗條件的局部一致性 局部控制是指在試驗時采取一定的技術 措施或方法來控制或降低非試驗因素對試驗結果的影響。 。試驗設計三原則的關系和作用見圖 121 所示。 2 常用的試驗設計方法有哪幾種？各有何優缺點？各在什么情況下應用？ 完全隨機設計 （一）完全隨機設計的主要優點 設計容易處理數與重復數都不受限制，適用于試驗條件、環境、試驗動物差異較小的試驗。 統計分析簡單無論所獲得的試驗資料各處理重復數相同與否，都可采用 t 檢驗或方差分析法 進行統計分析。 （二）完全隨機設計的主要缺點 由于未應用試驗設計三原則中的局部控制原則，非試驗因素的影響被歸入試 驗誤差，試驗誤差較 大，試驗的精確性較低。 在試驗條件、環境、試驗動物差異較大時，不宜采用此種設計方法。 隨機單位組設計 （一）隨機單位組設計的主要優點 設計與分析方法簡單易行。 由于隨機單位組設計體現了試驗設計三原則，在對試驗結果進行分析時，能將單位 組間的變異從試驗誤差中分離出來，有效地降低了試驗誤差，因而試驗的精確性較高。 把條件一致的供試動物分在同一單位組，再將同一單位組的供試動物隨機分配到不 同處理組內，加大了處理組之間的可比性。 （二）隨機單位組設計的主要缺點當處理數目過多時，各 單位組內的供試動物數數目也過多， 要使各單位組內供試動物的初始條件一致將有一定難度，因而在隨機單位組設計中，處理數以不超過 20 為宜。 配對設計是處理數為 2 的隨機單位組設計，其優點是結果分析簡單，試驗誤差通常比非配對設計小， 但由于試驗動物配對要求嚴格，不允許將不滿足配對要求的試驗動物隨意配對 拉丁方設計 （一）拉丁方設計的主要優點 精確性高拉丁方設計在不增加試驗單位的情況下，比隨機單位組設計多設置了一個單位組因 素，能將橫行和直列兩個單位組間的變異從試驗誤差中分離出來，因而試驗誤差比隨機單位組設計小 ， 試驗的精確性比隨機單位組設計高。 試驗結果的分析簡便 （二）拉丁方設計的主要缺點 因為在拉丁設計中，橫行單位組數、直列單位組數、試驗處理 數與試驗處理的重復數必須相等，所以處理數受到一定限制。若處理數少，則重復數也少，估計試驗誤差的自由度就小，影響檢驗的靈敏度；若處理數多，則重復數也多，橫行、直列單位組數也多，導致試驗工作量大，且同一單位組內試驗動物的初始條件亦難控制一致。因此，拉丁方設計一般用于 58 個處理的試驗。在采用 4 個以下處理的拉丁方設計時，為了使估計誤差的自由度不少于 12，可采用“復拉 丁方設計”，即同一個拉丁方試驗重復進行數次，并將試驗數據合并分析，以增加誤差項的自由度。應當注意，在進行拉丁方試驗時，某些單位組因素，如奶牛的泌乳階段，試驗因素的各處理要逐個地在不同階段實施，如果前一階段有殘效，在后一階段的試驗中，就會產生系統誤差而影響試驗的準確性。此時應根據實際情況，安排適當的試驗間歇期以消除殘效。另外，還要注意，橫行、直列單位組因 素與試驗因素間不存在交互作用，否則不能采用拉丁方設計 生物統計附試驗設計 A 卷 （ 動物科學、生物工程和飼料專業 ） 一、名詞解釋（共 30 分） 1．精確性與準確性；（ 6分） 2． I 類錯誤與 II 類錯誤（ 6分） 3．方差分析（ 3 分） 4．直線回歸分析和直線相關分析（ 6 分） 5．多重回歸分析（ 3 分） 6．多重比較（ 3 分） 7．交互作用（ 3 分） 二、問答題（共 35 分） 1．什么是生物統計？它有什么作用？（ 5 分） 2．在方差分析中涉及多個平均數（多于 3 個）之間的比較，為什么不能用 t 檢驗比較多個平均數之間差異的顯著性？（ 5 分） 3．什么是固定效應？什么是隨機效應？（ 8 分） 4．方差分析時，為什么有時 要作數據轉換？ （ 5 分） 5． ?2 檢驗有什么用途？ （ 5 分） 6． 試驗設計應遵循哪三條基本原則？這三條原則各有什么作用？ （ 7 分） 三、計算題（共 35 分） 計算題要求寫出算式并代入數據，不要求計算出具體結果。根據計算出的統計量與域值比較時，須說明與哪一個域值比較，及可能的結果 1．某家禽研究所對粵黃雞進行飼養對比試驗，增重結果如下表所示。 A 料 B 料 720 680 710 695 735 700 680 715 690 708 705 680 700 698 705 688 問這兩種飼料對粵黃雞的增重效果是否有顯著差異？（ 15 分） 注： 5%臨界值，雙尾為 ，單尾為 2．某保種牛場，由于各方面的原因使得保種牛群世代規模發生波動，連續 5 個世代的規模分別為： 120， 130，140， 120， 110。試計算平均世代規模。（ 5 分） 3．在進行山羊群體遺傳研究中，觀察了 260 只白色羊與黑色羊雜交的子二代毛色，其中 181 只為白色， 79 只為黑色，問此毛色的比率是否符合孟德爾分離定律的比例？（ 15 分） 注：（ 1） 5%臨界值，單尾為 ，雙尾為 （ 2）根據孟德爾定律，有 F0 白色羊 AA 黑色羊 aa F1 白色羊 Aa Aa F1交配 F2 AA 2 : Aa 1 : aa 1 即 F2白色山羊和黑色山羊的比例為 3:1 生物統計附試驗設計 A 卷 （ 動物科學、生物工程和飼料專業 ） 標準答案 一、名詞解釋（共 30 分） 1．精確性與準確性；（ 6 分） 答：準確性也叫準確度，指在調查或試驗中某一試驗指標或性狀的觀察值與其真值接近的程度。（ 3 分） 精確性也叫精確度，指調查或試驗中某一試驗指標或性狀的觀察值彼此接近的程度。（ 3 分） 2． I 類錯誤與 II 類錯誤（ 6 分） 答： I 類是指無效假設正確，卻否定了它 。（ 3 分） II 類錯誤是指無效假設不正確，卻接受了它。（ 3 分） 3．方差分析（ 3 分） 答：方差分析是將多個處理的觀察值作為一個整體看待，把觀察值總變異的平方和及自由度分解為相應于不同變異來源的組間和組內平方和及自由度，進而獲得不同變異來源的總體方差的估計值，通常利用表格形式表示，利用 F 檢驗檢驗假設。 4．直線回歸分析和直線相關分析（ 6 分） 答：統計學上，利用回歸分析研究呈因果關系的相關變量間的關系，結果可用來預測隨自變量單位變化依變量的變化量。對于線性回歸分析來說，有 E(y) = a + bX，或 yi = ai + bxi，即自變量和依變量都只有一個變量，而且為線性關系。（ 3 分） 統計學上采用相關分析研究呈平等關系的變量之間的關系，對兩個變量間的相關分析叫做簡單線性相關，而且如果研究兩個變量間的線性關系，即不包括多項式，則稱線性相關。（ 3 分） 5．多重回歸分析（ 3 分） 答：回歸分析中，如果依變量有一個，而自變量有多個，則稱為多重回歸分析。 6．多重比較（ 3 分） 答：方差分析中， F 值顯著或極顯著，否定了無效假設，表明試驗總變異來源于處理間的變變各處理存在顯著或極顯著差異，但并不意味著每兩個處理間平均數都存在顯 著或極顯著的差異，也不能具體說明哪些處理平均數間有顯著或極顯著差異，哪些差異不顯著。因而，有必要進行兩兩平均數間的比較，以具體判斷兩兩平均數間差異的顯著性。統計學上反多個平均數兩兩間的相互比較叫做多重比較。 7．交互作用（ 3 分） 答：交互作用又稱為互作，是指在多因素析因試驗中，一個因素的效用受到另一個因素的影響，表現為一因素不同水平上所產生的效應不同，這種現象叫做因素間的互作效應。 二、問答題（共 35 分） 1．什么是生物統計？它有什么作用？（ 5 分） 答：統計學是有關搜集、組織、分析和解釋數據的科學，尤指用樣 本分析總體的特征。生物學是研究生命或生物的科學，包括其結構、機能、生長、起源、進化及分布。包含植物學和動物學及所有的分支。生物統計學是統計學和生物學相結合的科學，是統計學在生物學中的應用。 生物統計可以進行試驗設計或者調查設計，對試驗或者調查結果進行分析整理，以得出科學結論。 2．在方差分析中涉及多個平均數（多于 3 個）之間的比較，為什么不能用 t 檢驗比較多個平均數之間差異的顯著性？（ 5 分） 答：在方差分析中，涉及多個處理。由于要比較的平均數較多，一般要利用方差分析，而不能利用 t 檢驗，因為： （ 1）繁煩，如 果一個試驗包括 k 個處理，就要進行k(k1)/2 個 t 檢驗。（ 分） （ 2）無統一的試驗誤差，估計誤差的精確度低，誤差自由度小，使檢驗的靈敏度較低，容易掩蓋差異的顯著性。（ 分） （ 3）推斷的可靠性低，由于沒有考慮相互比較的秩次問題，檢驗的 I 類錯誤率大。如果有 k 個處理，則利用 t 檢驗時，假設顯著水平為止 %，犯 I 類錯誤的概率為1 ()2 =1 ，這是我們無法接受的。（ 4 分） 3．什么是固定效應？什么是隨機效應？（ 8 分） 答： 固定效應 ：效應的分組包括了所有可能的水平，如性別 ，年齡，同期組等。當效應的水平數目少，而且其組數為有限時，可以當成固定效應。 隨機效應 ：效應的水平數可以認為是從一個無限多水平數目抽限的。動物效應通常被當作隨機效應。 固定效應和隨機效應與試驗目的有關。當我們想知道一個因素特定水平間的差異時，該因素通常被當作固定效應。當我們想知道通常情況下不同水平有多大的差異時，因素通常被當作隨機效應。 固定效應 隨機效應 水平數 較少 很大或者 無限 不同水平是否能夠重復 能 不能 某一水平是否有無限多的個體 是 否 推斷是否能夠超出試驗水平 否 能 因素水平是 否為非隨機獲取 是 否 4．方差分析時，為什么有時要作數據轉換？（ 5 分） 答：進行方差分析時，都有下面三個假定： （ 1）效應的可加性，由于效應可加，才能進行總平方和的剖分， （ 2）分布的正態性，指所有試驗誤差都是相互獨立，而且服從正態分布，只有這樣才能進行 F 檢驗。 （ 3）方差的同質性：只有各處理組的方差相等，才有理由以各個處理均方的合并均方作為檢驗各處理差異顯著性的共同誤差均方。 有些資料本身不符合方差分析的基本假定，如數據服從二項分布，這時應考慮對數據進行適當的轉換，然后兩年作方差分析。 5． ?2 檢驗有 什么用途？（ 5 分） 答：卡方檢驗可以用來分析屬性資料，它有兩個用途： （ 1）適合性檢驗：判別實際觀察的屬性