生物統(tǒng)計(jì)與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

生物統(tǒng)計(jì)與試驗(yàn)設(shè)計(jì)第1頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月幾點(diǎn)說(shuō)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)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一章概論

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)常用術(shù)語(yǔ)

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的內(nèi)容

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的特點(diǎn)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的概念第3頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的概念生物統(tǒng)計(jì)學(xué)（biostatistics）就是用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理與方法來(lái)處理生物學(xué)資料的學(xué)科■達(dá)爾文時(shí)代以前的生物學(xué)，一般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)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月■隨著生物學(xué)的發(fā)展,描述已無(wú)法滿(mǎn)足科學(xué)研究的需要，于是就有了度量有了度量以后就產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)資料，那么，如何來(lái)處理、分析這些看似雜亂無(wú)章的數(shù)據(jù)資料，并且發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在的規(guī)律采用一般的數(shù)學(xué)方法來(lái)進(jìn)行計(jì)算用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理與方法生物統(tǒng)計(jì)學(xué)力不從心，甚至是無(wú)能為力第5頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是動(dòng)物科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中必不可少的工具，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)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在國(guó)外特別是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家，生物統(tǒng)計(jì)學(xué)已經(jīng)滲透到生物學(xué)相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域：課題申請(qǐng)論文審稿新藥研發(fā)專(zhuān)設(shè)機(jī)構(gòu)第7頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的思維和方法已經(jīng)滲透到動(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)研究的專(zhuān)業(yè)人員

《畜牧與獸醫(yī)》雜志的審稿

與農(nóng)業(yè)部動(dòng)物檢疫所（青島）的合作

本科畢業(yè)論文答辯第8頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月孟德?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，它們的發(fā)現(xiàn)、誕生和發(fā)展，都離不開(kāi)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的參與

隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，生物統(tǒng)計(jì)學(xué)越來(lái)越顯示出它的重要性第9頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的特點(diǎn)1.概率性（Probability）2.二元性（Duality）3.歸納性（Induction）第10頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.概率性生物學(xué)數(shù)據(jù)具有變異性針對(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)論的正確性往往是相對(duì)的、有條件的，這個(gè)條件可以用概率值來(lái)表示不能通過(guò)描述性的定性科學(xué)或決定性的數(shù)量科學(xué)來(lái)解決生物學(xué)領(lǐng)域中的很多問(wèn)題

第11頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月動(dòng)物的血液是紅色的冰魚(yú)的血液是黃色的馬蹄蟹的血液是藍(lán)色的第12頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月天下烏鴉一般黑

形容萬(wàn)惡的舊社會(huì)官官相護(hù)2004年《央視國(guó)際》報(bào)道：在印度南部的一個(gè)小村莊發(fā)現(xiàn)了一只白色的烏鴉第13頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月出現(xiàn)了白色的烏鴉，就認(rèn)為“天下烏鴉一般黑”的觀點(diǎn)就是錯(cuò)誤的出現(xiàn)了黃色血液的冰魚(yú)，就認(rèn)為“動(dòng)物的血液是紅色的”的結(jié)論是不正確的按照某些學(xué)科的推理，如果出現(xiàn)反例就必須要否定原來(lái)的結(jié)論如果從生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度來(lái)看，結(jié)果會(huì)完全不同至少有95%以上的動(dòng)物的血液是紅色的至少有99%以上的烏鴉是黑色的第14頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月■經(jīng)典數(shù)學(xué)的計(jì)算結(jié)果是絕對(duì)的、明確的，也是唯一的■生物統(tǒng)計(jì)學(xué)從復(fù)雜多變的生物性狀中得出的結(jié)論一般都只能在一定的概率保證下認(rèn)為是正確的，同時(shí)得到的結(jié)果也不是唯一的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)不同于經(jīng)典數(shù)學(xué)現(xiàn)在概率的思想越來(lái)越深入到每個(gè)人的生活中

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)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.二元性■生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論體系——概率論■大量的、來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)踐的數(shù)據(jù)資料生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是理論與實(shí)踐并重的一門(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)的二元性：理論與實(shí)踐并重理論與實(shí)踐密切結(jié)合第16頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.歸納性理論上我們總希望能獲得并處理具有同一性質(zhì)的所有資料歸納性是生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的主要精神，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是從部分資料（統(tǒng)計(jì)學(xué)中稱(chēng)為樣本）中歸納出一般性的原理并把它應(yīng)用到較大的范圍（統(tǒng)計(jì)學(xué)中稱(chēng)為總體）

豬鏈球菌病研究

四川地區(qū)病人主要是通過(guò)接觸性的傷口感染豬鏈球菌病人感染豬鏈球菌病，主要是通過(guò)接觸性的傷口傳播

廣東東京紐約在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中只能獲得其中很小的、但具有代表性的一部分個(gè)體來(lái)進(jìn)行研究、分析和處理

第17頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的主要內(nèi)容生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是動(dòng)物科學(xué)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)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)資料的整理、分析，是生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的基礎(chǔ)內(nèi)容（1）數(shù)據(jù)資料的整理（2）數(shù)據(jù)資料特征值的計(jì)算（3）概率分布和抽樣分布第18頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.2統(tǒng)計(jì)推斷又稱(chēng)假設(shè)檢驗(yàn)，是生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的核心內(nèi)容

（1）t-檢驗(yàn)主要用于檢驗(yàn)2個(gè)平均數(shù)間差異是否顯著（2）χ2-檢驗(yàn)主要用于檢驗(yàn)由質(zhì)量性狀得來(lái)的次數(shù)資料的顯著性（3）F-檢驗(yàn)主要用于檢驗(yàn)多個(gè)平均數(shù)間差異是否顯著（4）非參數(shù)檢驗(yàn)

主要用于檢驗(yàn)樣本容量小、未知分布資料的顯著性1.3相關(guān)與回歸分析通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)資料的相關(guān)、回歸分析，揭示出試驗(yàn)指標(biāo)間的內(nèi)在聯(lián)系，為動(dòng)物生產(chǎn)提供強(qiáng)有力的依據(jù)（1）簡(jiǎn)單相關(guān)（2）簡(jiǎn)單回歸（3）曲線(xiàn)回歸（4）多元回歸第19頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.試驗(yàn)設(shè)計(jì)部分主要是試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理、方法

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)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)常用術(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)變異性的某種特征對(duì)于一個(gè)個(gè)體來(lái)說(shuō)，通過(guò)度量所得到的某一變量的具有變異性質(zhì)的數(shù)值就稱(chēng)為觀測(cè)值（observation）2.總體與樣本總體（population）是指研究的全部對(duì)象，即具有相同性質(zhì)的觀測(cè)值所組成的的集合相似的生物體所組成的集合，如同一物種，不是統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的總體只有相似生物體所具有的某一相同性狀所表現(xiàn)出來(lái)的值的集合才能作為統(tǒng)計(jì)學(xué)中的總體第21頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月總體中的每一個(gè)研究對(duì)象稱(chēng)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

總體按所含的個(gè)體數(shù)量可以分為無(wú)限總體和有限總體禽流感雞的產(chǎn)蛋量無(wú)限總體2005年遼寧黑山有限總體

總體按研究對(duì)象又可以分為現(xiàn)實(shí)總體和假想總體

豬鏈球菌病2型疫苗的免疫效果假想這一部分被試豬就來(lái)自于已注射新疫苗的豬的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)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）總體往往是無(wú)限的、假想的

■在實(shí)際工作中不可能對(duì)總體中所有的觀測(cè)值一一加以考察，而只能對(duì)其中具有代表性的一小部分觀測(cè)值進(jìn)行研究（2）有限的總體有時(shí)也包含數(shù)目相當(dāng)多的個(gè)體，要獲得全部觀測(cè)值須花費(fèi)大量人力、物力和時(shí)間（3）有些性狀的測(cè)定、觀測(cè)值的獲得帶有破壞性樣本（sample）就是從總體中抽得的一部分具有代表性的觀測(cè)值所組成的子集為了使所得到的樣本能無(wú)偏地估計(jì)總體，必須使總體中每一觀測(cè)值都有同等的機(jī)會(huì)進(jìn)入樣本，這種抽樣方法稱(chēng)為隨機(jī)抽樣（randomsampling）

隨機(jī)抽樣法所得到的樣本稱(chēng)為隨機(jī)樣本（randomsample）第23頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月樣本中所包含的觀測(cè)值的個(gè)數(shù)，稱(chēng)為樣本容量

用n表示有限總體的大小（總體容量），用N表示n≤30的樣本稱(chēng)為小樣本n＞30的稱(chēng)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)量反映數(shù)據(jù)集中趨勢(shì)的總體平均數(shù)參數(shù)（parameter）：由總體各觀測(cè)值所獲得的、用來(lái)描述總體特征的數(shù)值反映數(shù)據(jù)變異程度的總體標(biāo)準(zhǔn)差◆參數(shù)是一個(gè)真值、一個(gè)定值，不變化用σ表示用μ表示第24頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月統(tǒng)計(jì)量（statistic）：由樣本各觀測(cè)值計(jì)算得到的、用來(lái)描述樣本特征的數(shù)值樣本平均數(shù)樣本標(biāo)準(zhǔn)差用S表示◆統(tǒng)計(jì)量是變化的，不固定的用

表示統(tǒng)計(jì)量和參數(shù)的關(guān)系

從同一總體中抽取不同的樣本所計(jì)算得到的同一性質(zhì)的統(tǒng)計(jì)量是不相同的，但這些統(tǒng)計(jì)量都可以用來(lái)估計(jì)相應(yīng)的參數(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)樣本的統(tǒng)計(jì)量來(lái)進(jìn)行估計(jì)第25頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.準(zhǔn)確度與精確度準(zhǔn)確度（accuracy）也稱(chēng)為準(zhǔn)確性，是指觀測(cè)值與真值接近的程度精確度（precise）也稱(chēng)為精確性，指在同一處理?xiàng)l件下，同一批觀測(cè)值間相互接近的程度■準(zhǔn)確度高、精確度高在很多情況下，準(zhǔn)確度和精確度兩者往往不可兼得，因此在制訂試驗(yàn)方案或進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)很好地加以權(quán)衡■準(zhǔn)確度低、精確度低■準(zhǔn)確度低、精確度高原則上，可以適當(dāng)放棄一些精確度以保證足夠的準(zhǔn)確度第26頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差誤差（error）：試驗(yàn)結(jié)果和真值之間的差異和偏離5.1隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差（randomerror）又稱(chēng)為偶然誤差，是指由各種偶然因素引起的、無(wú)法加以預(yù)測(cè)和控制的無(wú)規(guī)律的偏差（1）偶然性隨機(jī)誤差的性質(zhì):（2）恒在性（3）獨(dú)立性（4）影響精確度

隨機(jī)誤差是進(jìn)行統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)的基礎(chǔ)，沒(méi)有隨機(jī)誤差就沒(méi)有統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)

生物統(tǒng)計(jì)學(xué)就是為誤差而誕生的，生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的全部意義就是處理和估計(jì)誤差第27頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.2系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差（systematicerror）也稱(chēng)為片面誤差，是指由于某些特定的非試驗(yàn)條件所造成的使試驗(yàn)結(jié)果朝某一個(gè)方向發(fā)生有規(guī)律的偏移

（1）度量工具的不正確（5）試驗(yàn)人員操作或觀測(cè)時(shí)的偏愛(ài)和習(xí)慣