《生物统计学》01 绪论

生物统计学2课程学习的基本要求：学时：30+10性质：必修课选用教材：生物统计附试验设计或任意生物统计学教材成绩评定:平时成绩：30%期末成绩：70%纪律要求:不要迟到早退上课关掉手机或设为振动不要随意缺课，一经发现扣除平时成绩平时成绩以到课情况和平时作业情况为依据3教材:4主要参考文献生物统计学的先行课程高等数学统计学生物学

生物统计学5生物学数据的统计与分析揭示数据规律服务于生物学研究6内容：介绍科学研究中常用的、基本的生物统计方法与试验设计方法。资料的整理平均数、标准差等描述统计值得计算常用概率分布统计推断原理t

检验方差分析2检验线性回归与相关完全随机设计随机区组设计拉丁方设计正交实验设计裂区试验设计

7了解熟练掌握熟练掌握基本生物统计学的相关原理；试验设计方法，能独立进行试验设计；能独立进行试验数据的统计分析；课程要求:8第四节

统计学发展概况第三节生物统计的常用术语第二节

生物统计的作用第一节

生物统计学的概念第一章

绪论9第一节

生物统计学的概念10统计学是研究数据收集、整理、分析和解释的科学。其目的是探索数据的内在的规律性，以达到对客观事物的科学认识。数据搜集：例如，调查与试验数据整理：例如，分组

数据分析和解释：例如，回归分析一、统计与统计学的含义11根据研究领域和研究对象，统计学又分为：数理统计、经济统计、生物统计、医学统计、卫生统计……生物统计学：用统计学的原理和方法研究生命科学中的问题的学科。生物统计学（Biostatistics)：12正常条件下新生婴儿的性别比为107：100投掷一枚均匀的硬币，出现正面和反面的频率各为1/2；投掷一枚骰子出现1～6点的频率各为1/6农作物的产量与施肥量之间存在相关关系变异（variation）是自然界普遍存在的现象。

然而总体数据常常存在一定的规律。二、分析数据的规律性13变异的原因：遗传因素环境因素随机因素14第二节

生物统计的作用为什么要学习生物统计学生物统计学是生物科学研究领域的基本工具。常规的数学方法不能解决问题需要使用生物统计学的研究方法生物现象具有以下特点：变异性：个体之间存在差异不确定性：即随机性，变异不能准确推算复杂性：影响因素众多，有些是未知的。15必须要利用统计学才能回答的问题吸烟与肺癌是否相关？两种饲料配方哪种更好？新药物是否有效？哪种因素对猪的增重速度有显著影响？中国近十年的人口数量是否呈现线性增张？北方人是否比南方人体重更大？……16思考一如何在短时间内（30秒）获得所有学生成绩的平均数、标准差、中位数、众数、标准误、方差、峰度、偏度、最小值、最大值等？17学生编号英语成绩17827136946156665076686795910651173……1000位学生的英语成绩思考二如有表格所示：生技的平均成绩为76分；生工的平均成绩为79分。请问：2个专业的英语成绩是否存在显著差异？18生技生工60787271596974615466705051666367535977657873……生技和生工的英语成绩思考三右表为生物技术1-3班高数成绩请问：3个班级的数学成绩是否存在显著差异（不全相等）？如果存在，试问哪些班级之间存在明显差异？19学生ID生技1生技2生技3学生1668780学生2717079学生3858986学生4705963学生5795284学生6597783学生7825764学生8867587学生9868282学生10868189学生11848871…………生物技术1-3班高数成绩思考四请问：F2中白猪和黑猪的数量比例是否符合3:1？20黑猪和白猪杂交后F2中颜色比例思考五右表为生物技术1班身体指标测量结果请问：体重与身高和性别是否显著相关？如果相关，体重与身高和性别呈现何种线性关系？21学生ID体重身高性别学生1751801学生2501632学生3791831学生4681742学生5421492学生6761772学生7741801学生8441492学生9531622学生10801881学生11471472…………生物技术1班身体指标测量思考六右表为某种鸟类身体指标的测量数据这些数据的变量较多，有很多是显著相关或共线性的。请问：如何实现降维、用1-2种变量代替所有变量？22身体指标数据体长翅长尾长跗长喙长喙宽喙厚体重15688.6967.0433.0322.155.116.2940.915384.3265.0832.4521.875.15.8142.216586.0162.9133.4523.94.785.9938.216489.460.7334.5623.624.725.8942.416788.4566.4634.8325.175.216.642.816287.6564.9935.2723.254.886.1940.315084.2760.7432.2121.174.945.5336.116689.164.7133.8925.195.126.4143.215282.3158.9432.0624.114.885.8136.916286.160.432.522.85.25.435.515682.159.73218.35.65.830.816183.164.432.81855.932.61548159.530.317.355.731.415181.659.331.11855.834.216185.36331.9184.85.429.216183.263.430.817.85632.815388.1161.9930.621.875.245.7339.923合理地进行调查或试验设计、科学地整理、分析所收集得来的资料是生物统计的根本任务。生物统计主要有两大作用：提供试验或调查设计的方法。提供资料整理和分析的方法。进行科学研究离不开调查或试验。进行调查或试验必须解决的两个问题：合理地进行调查或试验设计。科学地整理和分析资料，揭示其内所收集的部的规律性。生物统计学的根本任务和作用24㈠试验设计广义的试验设计是指试验研究课题设计，也就是指整个试验计划的拟定。包含课题名称、试验目的，研究依据、内容及预期达到的效果，试验方案，供试单位的选取、重复数的确定、试验单位的分组，试验的记录项目和要求，试验结果的分析方法，经济效益或社会效益的估计，已具备的条件，需要购置的仪器设备，参加研究人员的分工，试验时间、地点、进度安排和经费预算，成果鉴定，学术论文撰写等内容。一、提供试验或调查设计的方法25㈠试验设计广义的试验设计是指试验研究课题设计，也就是指整个试验计划的拟定。狭义的试验设计主要是指试验单位(如动物试验的畜、禽)的选取、重复数目的确定及试验单位的分组。一、提供试验或调查设计的方法生物统计中的试验设计主要指狭义的试验设计。合理的试验设计能控制和降低试验误差，提高试验的精确性，为统计分析获得试验处理效应和试验误差的无偏估计提供必要的数据。26㈡调查设计：广义的调查设计是指整个调查计划的制定，包括调查研究的目的、对象与范围，调查项目及调查表，抽样方法的选取，抽样单位、抽样数量的确定，数据处理方法，调查组织工作，调查报告撰写与要求，经费预算等内容。狭义的调查设计主要包含抽样方法的选取，抽样单位、抽样数目的确定等内容。27生物统计中的调查设计主要指狭义的调查设计。合理的调查设计能控制与降低抽样误差，提高调查的精确性，为获得总体参数的可靠性估计提供必要的数据支持。试验或调查设计主要解决合理地收集资料的问题。28整理资料的基本方法是根据资料的特性将其整理成统计表，绘制成统计图。统计分析最重要的内容是差异显著性检验。显著性检验的方法很多，常用的有

t检验、方差分析、χ2检验、相关分析与回归分析，另外还包括非参数检验法。二、提供整理、分析资料的方法29第三节生物统计的常用术语一、总体与样本二、参数与统计量三、随机误差与系统误差四、准确性与精确性30有限总体（finitepopulation）：含有有限个个体的总体称为有限总体。无限总体（infinitepopulation）：包含有无限多个个体的总体叫无限总体。样本：从总体中随机抽取的部分研究对象。一、总体(population)与样本(sample)总体：根据研究目的确定的同质研究对象的全体（集合）称为总体；总体的一部分称为样本（sample）。31样本容量：样本中所包含的个体数目叫样本容量或大小(samplesize)，样本容量常记为n。小样本：通常把n≤30的样本叫小样本。大样本：n>30的样本叫大样本。

研究的目的是要了解总体，然而能观测到的却是样本，通过样本来推断总体是统计分析的基本特点。32抽样（sampling）：从总体中获得样本的过程称为抽样。抽样的目的，是希望通过对样本的研究，推断其总体。随机抽样(randomsampling)：为了保证样本的可靠性和代表性，需要采用随机的方法抽取样本（在总体中每个个体具有相同的机会被抽到）。放回式抽样(samplingwithreplacement)：是指从总体中抽出一个个体，记下它的特征后，放回总体中，再做第二次抽样。

特点：

有可能会重复抽中某一个体。(比如动物调查)非放回式抽样(samplingwithoutreplacement)：是指从总体中抽出个体后，不再放回。33参数(parameter)：由总体计算的特征数叫参数。常用希腊字母表示参数，例如用μ表示总体平均数，用σ表示总体标准差。固定的常数。统计量(staistic)：由样本计算的特征数叫统计量。常用拉丁字母表示统计量，例如用表示样本平均数，用S表示样本标准差。参数附近波动的随机变量。总体参数由相应的统计量来估计，例如用估计μ，用S估计σ等。二、参数(parameter)与统计量(statistic)34随机误差也叫抽样误差(samplingerror)

由许多无法控制的内在和外在的偶然因素所造成带有偶然性质随机误差影响试验的精确性统计上的试验误差指随机误差系统误差也叫片面误差(lopsidederror)

由试验材料、管理措施、仪器以及观测、记载、抄录、计算中的错误所引起系统误差影响试验的准确性三、随机误差与系统误差35准确性(accuracy)：也叫准确度或真实性，指在调查或试验中某一试验指标或性状的观测值与其真值接近的程度。受系统误差的影响(常用指标：如灵敏度、特异度)。精确性(precision)：也叫精确度或稳定性，指调查或试验中同一试验指标或性状的重复观测值彼此接近的程度。受随机误差的影响（常用指标：一致百分率、Kappa值）。四、准确性与精确性3637第四节

统计学发展概况统计发展史可以追溯到远古的原始社会，也就是说距今足有5000多年的漫长岁月。开始成为一门系统的学科——统计学，却是近代的事，距今只有300余年的短暂历史。古典记录统计学近代描述统计学现代推断统计学38

古典记录统计学形成期间大致在17世纪中叶至19世纪中叶。到概率论被引进之后，才逐渐成为一项成熟的方法。拉普拉斯发展了概率论的研究；推广了概率论在统计中的应用；明确了统计学的大数法则；进行了大样本推断的尝试。一、古典记录统计学39高斯建立最小二乘法；发现高斯分布。40

近代描述统计学形成期间大致在19世纪中叶至20世纪上半叶。这种“描述”特色由研究生物进化的学者们提炼而成，因此历史上称他们为生物统计学派。生物统计学