生物统计和试验设计市公开课获奖课件

1、生物统计与试验设计李齐发南京农业大学动物科技学院 南京第1页第1页几点阐明1.课程成绩作业 20分考勤 10分期末考试 70分2.期末考试3.教 材英译汉 10分名词解释 20分简答题 30分计算题 40分4.计 算 器5.课堂纪律第2页第2页第一章 概 论 生物统计学惯用术语 生物统计学内容 生物统计学特点 生物统计学概念第3页第3页第一节 生物统计学概念生物统计学（biostatistics）就是用概率论和数理统计学原理与办法来处理生物学资料学科 达尔文时代以前生物学，普通以描述为主颜色形状大小羽色冠形体格白羽黑羽黄羽横斑纹白来航鸡 狼山鸡 正阳三黄鸡 芦花鸡 单冠豆冠玫瑰冠草莓冠茶花鸡

2、旧院黑鸡 泰和乌鸡 泰和乌鸡大型鸡小型鸡萧山鸡 矮小鸡 第4页第4页 伴随生物学发展,描述已无法满足科学研究需要，于是就有了度量 有了度量以后就产生了大量数据资料，那么，如何来处理、分析这些看似杂乱无章数据资料，并且发觉其内在规律采用普通数学办法来进行计算用概率论和数理统计学原理与办法生物统计学力不从心，甚至是无能为力 第5页第5页生物统计学是动物科学研究和生产实践中必不可少工具，现已被广泛应用于各个方面： 遗传、育种 营养、饲料 基因组分析 遗传图谱构建 QTL定位第6页第6页在国外尤其是经济发达国家，生物统计学已经渗入到生物学相关各个领域：课题申请论文审稿新药研发专设机构第7页第7页生物统

3、计学思维和办法已经渗入到动物生产实践和科学研究之中与国外相比，国内缺乏从事生物统计学研究专业人员 畜牧与兽医杂志审稿 与农业部动物检疫所（青岛）合作 本科毕业论文答辩第8页第8页孟德尔遗传定律、生物进化理论、分子数量遗传学和生物信息学等，它们发觉、诞生和发展，都离不开生物统计学参与 伴随分子生物学发展，生物统计学越来越显示出它主要性 第9页第9页第二节 生物统计学特点1. 概率性（Probability）2. 二元性（Duality）3. 归纳性（Induction）第10页第10页1. 概率性生物学数据含有变异性针对生物性状进行研究得出一个结论时，这个结论正确性往往是相正确、有条件，这个条件

4、能够用概率值来表示不能通过描述性定性科学或决定性数量科学来处理生物学领域中诸多问题 第11页第11页动物血液是红色冰鱼血液是黄色马蹄蟹血液是蓝色第12页第12页天下乌鸦普通黑 形容万恶旧社会官官相护 央视国际报道：在印度南部一个小村庄发觉了一只白色乌鸦第13页第13页出现了白色乌鸦，就认为“天下乌鸦普通黑”观点就是错误出现了黄色血液冰鱼，就认为“动物血液是红色”结论是不正确 按照一些学科推理，假如出现反例就必须要否认本来结论假如从生物统计学角度来看，结果会完全不同至少有95%以上动物血液是红色至少有99%以上乌鸦是黑色 第14页第14页 典型数学计算结果是绝正确、明确，也是唯一 生物统计学从复

5、杂多变生物性状中得出结论普通都只能在一定概率确保下认为是正确，同时得到结果也不是唯一 生物统计学不同于经典数学现在概率思想越来越进一步到每个人生活中 午后有阵雨，雷雨时短时阵风降水概率75%，东南风转西北风第15页第15页2. 二元性 生物统计学理论体系概率论 大量、起源于生产实践数据资料 生物统计学是理论与实践并重一门学科，有时处理实践资料甚至重于理论指导 生物统计学二元性： 理论与实践并重 理论与实践密切结合 第16页第16页3. 归纳性理论上我们总希望能取得并处理含有同一性质所有资料归纳性是生物统计学主要精神，简朴地说就是从部分资料（统计学中称为样本）中归纳出普通性原理并把它应用到较大范

6、围（统计学中称为总体） 猪链球菌病研究 四川地域病人主要是通过接触性伤口感染猪链球菌病人感染猪链球菌病，主要是通过接触性伤口传播 广东东京纽约在科学研究和生产实践中只能取得其中很小、但含有代表性一部分个体来进行研究、分析和处理 第17页第17页第三节 生物统计学主要内容生物统计学是动物科学专业专业基础课程生物统计学主要包括两大部分内容：1. 统计部分1.1 描述性统计 主要是数据资料整理、分析，是生物统计学基础内容（1）数据资料整理（2）数据资料特性值计算（3）概率分布和抽样分布第18页第18页1.2 统计推断又称假设检查，是生物统计学关键内容 （1）t-检查主要用于检查2个平均数间差别是否明

7、显（2）2-检查 主要用于检查由质量性状得来次数资料明显性（3）F-检查 主要用于检查多个平均数间差别是否明显（4）非参数检查 主要用于检查样本容量小、未知分布资料明显性1.3 相关与回归分析通过对数据资料相关、回归分析，揭示出试验指标间内在联系，为动物生产提供强有力依据（1）简朴相关（2）简朴回归（3）曲线回归（4）多元回归第19页第19页2. 试验设计部分主要是试验设计基本原理、办法 完全随机设计 配对设计 拉丁方设计 正交设计 随机区组设计 交叉设计第20页第20页第四节 生物统计学惯用术语1. 变量与观测值变量（variable）是指不同个体间表现变异性某种特性对于一个个体来说，通过度

8、量所得到某一变量含有变异性质数值就称为观测值（observation）2. 总体与样本总体（population）是指研究所有对象，即含有相同性质观测值所构成集合相同生物体所构成集合，如同一物种，不是统计学意义上总体只有相同生物体所含有某一相同性状所表现出来值集合才干作为统计学中总体第21页第21页总体中每一个研究对象称为个体（individual）无限总体既有时间内涵，又有空间（地域）内涵。当我们把某一总体限定于某一时间、某一地域时，无限总体就成了有限总体 总体按所含个体数量能够分为无限总体和有限总体禽流感鸡产蛋量无限总体辽宁黑山有限总体 总体按研究对象又能够分为现实总体和假想总体 猪链球菌

9、病2型疫苗免疫效果假想这一部分被试猪就来自于已注射新疫苗猪总体这一总体在疫苗推广之前并不存在假想总体当新疫苗试验成功并加以推广后这一总体就存在了现实总体第22页第22页（1）总体往往是无限、假想 在实际工作中不也许对总体中所有观测值一一加以考察，而只能对其中含有代表性一小部分观测值进行研究 （2）有限总体有时也包括数目相称多个体，要取得所有观测值须花费大量人力、物力和时间（3）有些性状测定、观测值取得带有破坏性样本（sample）就是从总体中抽得一部分含有代表性观测值所构成子集为了使所得到样本能无偏地预计总体，必须使总体中每一观测值都有同等机会进入样本，这种抽样办法称为随机抽样（random

10、sampling） 随机抽样法所得到样本称为随机样本（random sample）第23页第23页样本中所包括观测值个数，称为样本容量 用n表示 有限总体大小（总体容量），用N表示 n30样本称为小样本 n30称为大样本 原则：大动物样本容量可小一些，小动物样本容量可适当大一些3. 参数与统计量 反应数据集中趋势总体平均数 参数（parameter）：由总体各观测值所取得、用来描述总体特性数值反应数据变异程度总体原则差 参数是一个真值、一个定值，不改变 用表示用表示第24页第24页统计量（statistic）：由样本各观测值计算得到、用来描述样本特性数值 样本平均数 样本原则差 用S表示 统计

11、量是改变，不固定用 表示 统计量和参数关系 从同一总体中抽取不同样本所计算得到同一性质统计量是不相同，但这些统计量都能够用来预计对应参数 在绝大多数情况下，参数很难直接由计算得到，而只能通过样本统计量来进行预计 第25页第25页4. 准确度与准确度 准确度（accuracy）也称为准确性，是指观测值与真值靠近程度 准确度（precise）也称为准确性，指在同一处理条件下，同一批观测值间互相靠近程度 准确度高、准确度高 在诸多情况下，准确度和准确度两者往往不可兼得，因此在制定试验方案或进行试验时，应当较好地加以权衡 准确度低、准确度低 准确度低、准确度高 原则上，能够适当放弃一些准确度以确保足够

12、准确度 第26页第26页5. 随机误差和系统误差 误差（error）：试验结果和真值之间差别和偏离5.1 随机误差随机误差（random error）又称为偶然误差，是指由各种偶然原因引起、无法加以预测和控制无规律偏差 （1）偶然性随机误差性质:（2）恒在性（3）独立性（4）影响准确度 随机误差是进行统计假设检查基础，没有随机误差就没有统计假设检查 生物统计学就是为误差而诞生，生物统计学所有意义就是处理和预计误差第27页第27页5.2 系统误差系统误差（systematic error）也称为片面误差，是指由于一些特定非试验条件所造成使试验结果朝某一个方向发生有规律偏移 （1）度量工具不正确 （5）试验人员操作或观测时偏爱和习惯