2025年大學(xué)《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——生物統(tǒng)計(jì)學(xué)在生理學(xué)研究中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的代表字母填在括號(hào)內(nèi)）1.在一項(xiàng)比較兩種不同藥物對(duì)降低高血壓效果的研究中，隨機(jī)選取100名高血壓患者，將他們隨機(jī)分為兩組，每組50人。分別給兩組患者服用不同藥物一段時(shí)間后，測(cè)量并比較兩組患者的收縮壓變化。這種研究設(shè)計(jì)屬于？A.配對(duì)樣本設(shè)計(jì)B.獨(dú)立樣本設(shè)計(jì)C.重復(fù)測(cè)量設(shè)計(jì)D.橫斷面設(shè)計(jì)2.某研究者想了解某種新療法是否會(huì)顯著改變患者的焦慮評(píng)分。他選取了一組焦慮癥患者，在治療前后分別對(duì)他們進(jìn)行焦慮評(píng)分。為了分析治療效果，最適合采用的檢驗(yàn)方法是？A.獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)B.配對(duì)樣本t檢驗(yàn)C.單因素方差分析D.卡方檢驗(yàn)3.一項(xiàng)研究調(diào)查了不同年齡組（<20歲，20-40歲，>40歲）的吸煙者對(duì)某種尼古丁替代療法有效性的滿意度（非常滿意、滿意、一般、不滿意）。研究者想分析年齡組與滿意度之間是否存在關(guān)聯(lián)。最適合檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)方法是？A.獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)B.配對(duì)樣本t檢驗(yàn)C.單因素方差分析D.卡方檢驗(yàn)4.假設(shè)某項(xiàng)生理學(xué)研究測(cè)得一組人的血清胰島素水平（單位：μU/mL），數(shù)據(jù)大致呈對(duì)稱分布，但偏度較大，且已知數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布。若要比較兩組人的胰島素平均水平是否存在顯著差異，且希望減少非正態(tài)分布帶來(lái)的影響，應(yīng)優(yōu)先考慮使用？A.獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)B.配對(duì)樣本t檢驗(yàn)C.Wilcoxon秩和檢驗(yàn)D.Mann-WhitneyU檢驗(yàn)5.在一項(xiàng)關(guān)于運(yùn)動(dòng)對(duì)體重影響的實(shí)驗(yàn)中，研究者記錄了10名受試者在進(jìn)行為期8周的不同強(qiáng)度跑步訓(xùn)練前后的體重?cái)?shù)據(jù)。這種研究中，受試者的體重?cái)?shù)據(jù)涉及的時(shí)間點(diǎn)是？A.僅有一個(gè)時(shí)間點(diǎn)（橫斷面）B.兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)（重復(fù)測(cè)量）C.多個(gè)時(shí)間點(diǎn)（重復(fù)測(cè)量）D.僅在訓(xùn)練前測(cè)量6.某研究測(cè)量了50名健康成年男性的安靜狀態(tài)下和進(jìn)行最大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)時(shí)的心率（次/分鐘）。如果研究者想比較安靜狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)時(shí)心率的平均值是否存在顯著差異，應(yīng)選擇的統(tǒng)計(jì)方法最可能是？A.獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)B.配對(duì)樣本t檢驗(yàn)C.單因素方差分析D.相關(guān)分析7.一個(gè)95%的置信區(qū)間（例如，95%CIformeandifference=1.5±0.3）意味著？A.有95%的概率樣本均值等于1.5B.總體均值差的真值有95%的可能性落在1.2到1.8之間C.如果重復(fù)抽樣100次，大約有95次計(jì)算出的置信區(qū)間會(huì)包含總體均值差D.樣本均值的變異程度為0.38.進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)時(shí)，犯第一類錯(cuò)誤（TypeIerror）指的是？A.樣本量不足導(dǎo)致的結(jié)論不準(zhǔn)確B.統(tǒng)計(jì)上拒絕了實(shí)際上成立的無(wú)效假設(shè)（H0）C.統(tǒng)計(jì)上接受了實(shí)際上成立的無(wú)效假設(shè)（H0）D.樣本統(tǒng)計(jì)量本身隨機(jī)波動(dòng)造成的錯(cuò)誤結(jié)論9.在生理學(xué)研究中，測(cè)量某項(xiàng)指標(biāo)時(shí)，受試者自身不同時(shí)間點(diǎn)的測(cè)量值之間的差異被稱為？A.隨機(jī)誤差B.系統(tǒng)誤差C.測(cè)量誤差D.重復(fù)測(cè)量誤差10.若要研究飲食中某種維生素?cái)z入量與紅細(xì)胞數(shù)量之間是否存在線性關(guān)系，且已知攝入量與紅細(xì)胞數(shù)量均近似服從正態(tài)分布，應(yīng)采用哪種統(tǒng)計(jì)方法來(lái)描述它們之間的關(guān)系強(qiáng)度和方向？A.方差分析B.相關(guān)系數(shù)C.回歸分析D.卡方檢驗(yàn)二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.假設(shè)檢驗(yàn)的結(jié)論通?；谝粋€(gè)概率值，稱為_(kāi)_____值，若該值小于預(yù)設(shè)的顯著性水平（如α=0.05），則傾向于拒絕原假設(shè)。2.描述數(shù)據(jù)集中趨勢(shì)的常用指標(biāo)有______、中位數(shù)和眾數(shù)。3.當(dāng)研究目的是比較三個(gè)或以上獨(dú)立組別的均值是否存在顯著差異時(shí)，通常首先考慮使用______。4.在進(jìn)行統(tǒng)計(jì)推斷時(shí)，用來(lái)估計(jì)總體參數(shù)范圍的標(biāo)準(zhǔn)誤差是______。5.配對(duì)樣本t檢驗(yàn)適用于比較______條件下兩個(gè)相關(guān)變量的均值是否存在顯著差異。6.確定一項(xiàng)研究所需的理想樣本量，需要考慮的因素包括研究設(shè)計(jì)的______、效應(yīng)量的大小以及希望達(dá)到的統(tǒng)計(jì)功效。7.若一組生理學(xué)數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布且方差齊性，在比較兩組獨(dú)立樣本均值時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮使用______檢驗(yàn)。8.在方差分析中，F(xiàn)檢驗(yàn)主要用于比較______與______之間的差異是否顯著。9.計(jì)算置信區(qū)間時(shí)，置信水平（如95%）越高，所得到的置信區(qū)間范圍通常越______。10.對(duì)于分類變量，描述兩個(gè)分類變量之間關(guān)聯(lián)程度最常用的統(tǒng)計(jì)量是______。三、名詞解釋（每小題4分，共16分）1.方差齊性（HomogeneityofVariance）2.標(biāo)準(zhǔn)誤（StandardError）3.假設(shè)檢驗(yàn)（HypothesisTesting）4.效應(yīng)量（EffectSize）四、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共10分）1.簡(jiǎn)述獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)與配對(duì)樣本t檢驗(yàn)的主要區(qū)別及其適用的生理學(xué)研究場(chǎng)景。2.在生理學(xué)實(shí)驗(yàn)研究中，隨機(jī)化原則和重復(fù)測(cè)量原則分別起到什么作用？五、計(jì)算題（每小題8分，共16分）1.某研究者想比較兩種不同運(yùn)動(dòng)方式（A和B）對(duì)降低安靜狀態(tài)下心率的效果。隨機(jī)選取12名健康受試者，讓他們分別采用兩種方式運(yùn)動(dòng)一個(gè)月，測(cè)得運(yùn)動(dòng)前后安靜心率的變化值（單位：次/分鐘）如下：運(yùn)動(dòng)方式A：-3,-2,-4,-1,-3,-2運(yùn)動(dòng)方式B：-5,-3,-6,-4,-5,-4（注：變化值=運(yùn)動(dòng)后心率-運(yùn)動(dòng)前心率，負(fù)值表示心率降低）請(qǐng)問(wèn)是否有足夠的證據(jù)表明兩種運(yùn)動(dòng)方式在降低安靜心率方面存在顯著差異？（請(qǐng)寫出假設(shè)檢驗(yàn)的步驟）2.某研究測(cè)量了15名健康男性在空腹和進(jìn)食高脂肪餐后的一小時(shí)血糖水平（mmol/L），數(shù)據(jù)如下：空腹血糖：5.1,5.3,5.0,5.2,5.4,5.1,5.0,5.3,5.2,5.1,5.4,5.0,5.3,5.2,5.1進(jìn)食后血糖：6.3,6.5,6.0,6.4,6.7,6.2,6.1,6.5,6.3,6.2,6.7,6.0,6.5,6.3,6.2請(qǐng)計(jì)算空腹血糖和進(jìn)食后血糖的均值、標(biāo)準(zhǔn)差，并比較兩組血糖水平的均值是否存在顯著差異？（請(qǐng)寫出選擇方法的理由和假設(shè)檢驗(yàn)的起始步驟）六、論述題（10分）試結(jié)合具體的生理學(xué)研究實(shí)例，論述為什么在進(jìn)行生理學(xué)實(shí)驗(yàn)研究設(shè)計(jì)時(shí)，選擇恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)方法對(duì)于得出科學(xué)、可靠的結(jié)論至關(guān)重要。試卷答案一、選擇題1.B2.B3.D4.C5.B6.B7.B8.B9.D10.B二、填空題1.P2.均值3.單因素方差分析4.標(biāo)準(zhǔn)誤5.相關(guān)6.方案7.獨(dú)立樣本t8.組內(nèi)（誤差）、組間（處理）9.廣10.卡方（檢驗(yàn)）三、名詞解釋1.方差齊性（HomogeneityofVariance）：指不同組別樣本數(shù)據(jù)的方差（或標(biāo)準(zhǔn)差）沒(méi)有顯著差異。在進(jìn)行某些統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)（如t檢驗(yàn)、方差分析）時(shí)，通常需要滿足方差齊性的前提條件，以確保檢驗(yàn)結(jié)果的可靠性。2.標(biāo)準(zhǔn)誤（StandardError）：指樣本統(tǒng)計(jì)量（如樣本均值）的標(biāo)準(zhǔn)差。它反映了樣本統(tǒng)計(jì)量在重復(fù)抽樣中圍繞總體參數(shù)的波動(dòng)程度，是計(jì)算置信區(qū)間和進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)中計(jì)算檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的一部分。3.假設(shè)檢驗(yàn)（HypothesisTesting）：一種基于樣本數(shù)據(jù)來(lái)判斷總體參數(shù)是否具有某種特定屬性的統(tǒng)計(jì)推斷方法。它包括提出原假設(shè)（H0）和備擇假設(shè)（H1），選擇合適的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量，計(jì)算其觀察值，根據(jù)概率判斷（P值）決定是否拒絕原假設(shè)。4.效應(yīng)量（EffectSize）：指研究變量之間關(guān)聯(lián)的強(qiáng)度或差異的大小，是衡量治療效果、干預(yù)效果或關(guān)聯(lián)程度的重要指標(biāo)。效應(yīng)量通常不受樣本量大小的影響，能更穩(wěn)定地反映研究發(fā)現(xiàn)的實(shí)際意義。四、簡(jiǎn)答題1.獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)用于比較兩個(gè)相互獨(dú)立的組別在某個(gè)數(shù)值變量上的均值差異；配對(duì)樣本t檢驗(yàn)用于比較同一個(gè)體或匹配個(gè)體在兩個(gè)不同時(shí)間點(diǎn)或條件下，某個(gè)數(shù)值變量上的均值差異。獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)考察的是來(lái)自不同總體的樣本均值是否相等，而配對(duì)樣本t檢驗(yàn)考察的是同一個(gè)體兩次測(cè)量值的均值差是否為零。生理學(xué)研究場(chǎng)景示例：獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)可用于比較不同藥物組（隨機(jī)分配）患者的血壓變化；配對(duì)樣本t檢驗(yàn)可用于比較同一組運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練前后心率的變化。2.隨機(jī)化原則是指在實(shí)驗(yàn)研究中，將受試者或?qū)嶒?yàn)單位隨機(jī)分配到不同處理組中，目的是消除或減少選擇偏倚，使各組在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前具有相似的可比基礎(chǔ)，從而能夠更可靠地推斷處理效應(yīng)。重復(fù)測(cè)量原則是指在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，對(duì)同一個(gè)體或匹配的個(gè)體在不同時(shí)間點(diǎn)或條件下進(jìn)行多次測(cè)量，目的是減少個(gè)體差異帶來(lái)的誤差，提高統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)的效率，更精確地觀察處理效應(yīng)或變化過(guò)程。生理學(xué)研究場(chǎng)景示例：隨機(jī)化用于將高血壓患者隨機(jī)分配到安慰劑組和藥物組；重復(fù)測(cè)量用于觀察同一批糖尿病患者在不同飲食方案下的血糖水平變化。五、計(jì)算題1.解：a.提出假設(shè)：H0:兩種運(yùn)動(dòng)方式降低安靜心率的均值差為0(μA-μB=0)H1:兩種運(yùn)動(dòng)方式降低安靜心率的均值差不為0(μA-μB≠0)b.選擇檢驗(yàn)方法：兩樣本獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)（假設(shè)數(shù)據(jù)近似正態(tài)分布，樣本量較小，需先檢驗(yàn)方差齊性，此處假設(shè)已滿足或省略）。c.計(jì)算統(tǒng)計(jì)量：計(jì)算兩組均值和標(biāo)準(zhǔn)差：A:均值=(-3-2-4-1-3-2)/6=-1.67,標(biāo)準(zhǔn)差=√[Σ(Xi-μA)2/dfA]=√[(-3+1.67)2+...]/5=1.516B:均值=(-5-3-6-4-5-4)/6=-4.67,標(biāo)準(zhǔn)差=√[Σ(Xi-μB)2/dfB]=√[(-5+4.67)2+...]/5=1.414合并方差估計(jì)值(假設(shè)方差齊性)：Sp2=[(nA-1)sA2+(nB-1)sB2]/(nA+nB-2)=[(6-1)1.5162+(6-1)1.4142]/(12-2)=2.13Sp=1.459檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量t=(μA-μB)/√[Sp2(1/na+1/nb)]=(-1.67-(-4.67))/√[2.13(1/6+1/6)]=3.00/0.645=4.64d.確定P值或臨界值：自由度df=na+nb-2=10。查閱t分布表，雙側(cè)檢驗(yàn)，df=10，P<0.01。觀察到的t值(4.64)遠(yuǎn)大于臨界值(約2.228)。e.做出結(jié)論：P<0.01，拒絕H0。有足夠證據(jù)表明兩種運(yùn)動(dòng)方式在降低安靜心率方面存在顯著差異。2.解：a.描述性統(tǒng)計(jì)：空腹血糖：均值=5.18,標(biāo)準(zhǔn)差=0.127進(jìn)食后血糖：均值=6.31,標(biāo)準(zhǔn)差=0.158b.選擇檢驗(yàn)方法：獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。理由：比較兩組（空腹vs進(jìn)食后）獨(dú)立樣本的均值差異，數(shù)據(jù)近似正態(tài)分布（可假設(shè)或經(jīng)檢驗(yàn)）。c.提出假設(shè)：H0:空腹與進(jìn)食后血糖均值相等(μ空腹=μ進(jìn)食后)H1:空腹與進(jìn)食后血糖均值不等(μ空腹≠μ進(jìn)食后)d.計(jì)算檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量（步驟同上題，此處略去具體計(jì)算過(guò)程，直接給出關(guān)鍵結(jié)果）：假設(shè)已計(jì)算得到合并方差Sp2≈0.102,Sp≈0.319檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量t≈(5.18-6.31)/√[0.102(1/15+1/15)]=-1.13/0.126=-8.97e.確定P值或臨界值：自由度df=na+nb-2=28。查閱t分布表，雙側(cè)檢驗(yàn)，df=28，P值遠(yuǎn)小于0.001。觀察到的t值(-8.97)遠(yuǎn)小于臨界值。f.做出結(jié)論：P<0.001，拒絕H0。有非常顯著證據(jù)表明空腹血糖和進(jìn)食后血糖水平存在顯著差異。六、論述題在進(jìn)行生理學(xué)實(shí)驗(yàn)研究設(shè)計(jì)時(shí)，選擇恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)方法至關(guān)重要。首先，不同的統(tǒng)計(jì)方法基于不同的數(shù)學(xué)原理和假設(shè)前提（如數(shù)據(jù)分布類型、變量關(guān)系、樣本設(shè)計(jì)等）。如果選擇錯(cuò)誤的方法，可能導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)結(jié)論不準(zhǔn)確甚至完全錯(cuò)誤，無(wú)法有效區(qū)分真實(shí)的處理效應(yīng)與隨機(jī)誤差。例如，比較兩組獨(dú)立樣本均值應(yīng)使用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)或ANOVA，而非配對(duì)樣本t檢驗(yàn)；處理非正態(tài)分布數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)考慮非參數(shù)檢驗(yàn)。其次，恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)方法能夠更有效地利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提高研究結(jié)果的統(tǒng)