2025年大學《生物統(tǒng)計學》專業(yè)題庫——生物統(tǒng)計學在細胞生物學技術中的應用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項字母填在題干后的括號內）1.在進行細胞增殖實驗比較不同藥物處理組的效果時，若兩組細胞數(shù)量基線差異較大，但細胞增殖能力本身差異不明顯，此時選用哪種統(tǒng)計方法更合適？A.單樣本t檢驗B.雙樣本獨立樣本t檢驗C.配對樣本t檢驗D.方差分析（ANOVA）2.某研究測量了不同光照條件下培養(yǎng)的細胞密度（個/平方毫米），發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)呈明顯偏態(tài)分布，且數(shù)據(jù)范圍跨度較大。為了比較兩種光照條件下的平均細胞密度是否有顯著差異，應優(yōu)先考慮使用哪種統(tǒng)計檢驗方法？A.t檢驗B.Wilcoxon符號秩檢驗C.方差分析（ANOVA）D.卡方檢驗3.在流式細胞術分析細胞周期時，將細胞分為G1、S、G2/M期。若要分析不同處理組間各期細胞比例是否有顯著變化，最適合使用的統(tǒng)計方法是什么？A.t檢驗B.卡方檢驗C.Kruskal-Wallis檢驗D.線性回歸分析4.測量細胞大小得到一系列數(shù)值數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)屬于哪種數(shù)據(jù)類型？A.分類數(shù)據(jù)B.順序數(shù)據(jù)C.定距數(shù)據(jù)D.定比數(shù)據(jù)5.在設計一個比較三種培養(yǎng)基對細胞活力影響的實驗時，若每個培養(yǎng)皿設置5個細胞克隆點，重復實驗3次，應采用哪種實驗設計類型？A.完全隨機設計B.配對設計C.區(qū)組設計D.因子設計6.統(tǒng)計學上，假設檢驗中的“第一類錯誤”（TypeIError）指的是什么？A.當零假設為真時，錯誤地拒絕了它B.當零假設為假時，錯誤地拒絕了它C.當零假設為真時，未能拒絕它D.當零假設為假時，未能拒絕它7.某研究欲分析細胞表面標記A的表達強度（通過熒光強度定量）與細胞增殖速率（通過MTT法測得吸光度值）之間是否存在線性關系，應使用哪種統(tǒng)計方法？A.t檢驗B.方差分析（ANOVA）C.相關分析D.回歸分析8.在進行細胞凋亡實驗時，計數(shù)了不同濃度藥物處理組中的凋亡細胞比例。若要判斷高濃度組與低濃度組（或對照組）的凋亡比例是否有顯著差異，且數(shù)據(jù)不滿足正態(tài)分布，應考慮使用哪種檢驗方法？A.t檢驗B.卡方檢驗（用于比例比較）C.Wilcoxon符號秩檢驗D.Fisher精確檢驗9.一項關于細胞藥物敏感性的研究，將細胞隨機分為A、B兩組，分別用不同方法處理。這種將實驗單元（細胞或細胞群）隨機分配到不同處理組的做法，主要是為了滿足什么原則？A.重復原則B.隨機原則C.對照原則D.單一變量原則10.已知某細胞性狀的測量值服從正態(tài)分布，且知道總體標準差。當樣本量較大時，用來估計總體均值置信區(qū)間應使用哪個公式？A.t分布公式B.正態(tài)分布公式（Z分布）C.卡方分布公式D.F分布公式二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上）1.統(tǒng)計學的主要功能包括______和______兩個方面。2.描述一組細胞大小數(shù)據(jù)的離散程度，常用的統(tǒng)計量有______、______和______。3.假設檢驗中，若P值小于預設的顯著性水平（如α=0.05），通常認為有______的證據(jù)拒絕零假設。4.在比較兩組細胞活力（如存活率）比例時，若樣本量較小且期望值較小時，不宜使用______檢驗，而應考慮______檢驗。5.為了減少系統(tǒng)誤差對實驗結果的影響，細胞生物學實驗中常采用______原則。6.若要分析多個因素（如不同藥物、不同處理時間）對一個細胞表型（如基因表達量）的綜合影響，且這些因素可能存在交互作用，應考慮使用______分析方法。7.測量細胞直徑得到的數(shù)值數(shù)據(jù)，其數(shù)值具有______單位和______單位。8.抽樣調查時，從總體中隨機抽取一部分個體作為樣本，要求每個個體被抽中的概率相等，這種方法稱為______抽樣。9.當數(shù)據(jù)不滿足參數(shù)檢驗的前提條件（如正態(tài)性或方差齊性）時，可以考慮使用______檢驗方法。10.在解釋統(tǒng)計結果時，除了關注P值，還應考慮______和______。三、簡答題（每題5分，共15分）1.簡述在細胞生物學實驗中，選擇合適的統(tǒng)計檢驗方法需要考慮哪些因素？2.解釋什么是系統(tǒng)誤差，并列舉至少兩種細胞生物學實驗中可能產生系統(tǒng)誤差的操作環(huán)節(jié)。3.簡述t檢驗和方差分析（ANOVA）在應用上的主要區(qū)別和聯(lián)系。四、計算與分析題（共45分）1.（10分）某研究旨在比較兩種不同培養(yǎng)方法對某癌細胞系增殖能力的影響。選取一批細胞，隨機分為兩組，每組10個細胞克隆。培養(yǎng)72小時后，計數(shù)每個克隆的細胞數(shù)量，得到如下數(shù)據(jù)（單位：個）：培養(yǎng)方法A：125,130,128,132,127,129,131,134,126,130培養(yǎng)方法B：118,122,120,119,121,123,117,124,120,122假設兩組細胞數(shù)量數(shù)據(jù)均服從正態(tài)分布且方差相等。（1）計算兩組培養(yǎng)方法下細胞數(shù)量的樣本均值和樣本標準差。（2）檢驗兩種培養(yǎng)方法下細胞平均數(shù)量是否存在顯著差異（α=0.05）。（3）請簡要說明你的統(tǒng)計結論的生物學意義。2.（15分）一項研究測量了5組不同基因敲除細胞系中某個特定蛋白質的表達水平（通過WesternBlot灰度值定量，已進行標準化處理），數(shù)據(jù)如下：基因敲除組1：8.2,8.5,8.3,8.4基因敲除組2：6.5,6.7,6.6,6.4基因敲除組3：9.1,9.3,9.0,9.2基因敲除組4：7.8,7.9,7.7,7.6基因敲除組5：10.1,10.3,10.0,10.2經檢驗，各組數(shù)據(jù)均不滿足正態(tài)分布。（1）請解釋為何不能直接使用方差分析比較這五組蛋白質表達水平的均值差異。（2）描述應采用哪種非參數(shù)檢驗方法來比較各組均值是否存在顯著差異。（3）假設使用該非參數(shù)檢驗方法得到P值=0.02，請解釋該P值的含義，并判斷是否可以認為基因敲除對蛋白質表達水平有顯著影響（α=0.05）。3.（20分）研究者欲探究某生長因子（FactorA）濃度（低、中、高三個水平）和培養(yǎng)時間（24h、48h兩個水平）對細胞活力（以吸光度值表示）的影響。設計一個2x3的因子設計實驗，每個處理組合設置3個重復。部分實驗結果如下（吸光度值已進行標準化處理）：生長因子低濃度，培養(yǎng)24h：0.65,0.68,0.63生長因子低濃度，培養(yǎng)48h：0.75,0.78,0.76生長因子中濃度，培養(yǎng)24h：0.70,0.72,0.69生長因子中濃度，培養(yǎng)48h：0.85,0.88,0.86生長因子高濃度，培養(yǎng)24h：0.90,0.92,0.89生長因子高濃度，培養(yǎng)48h：1.00,1.02,1.01假設數(shù)據(jù)滿足方差分析的前提條件。（1）請說明該實驗設計中的因素和水平是什么？（2）需要使用哪種方差分析方法來分析數(shù)據(jù)？（3）請寫出進行方差分析的三個主要假設（零假設）。（4）分析實驗結果，判斷生長因子濃度、培養(yǎng)時間以及它們之間的交互作用對細胞活力是否存在顯著影響（α=0.05）。請說明你的判斷依據(jù)（例如，提及F統(tǒng)計量和P值）。---試卷答案一、選擇題1.B2.B3.B4.C5.D6.A7.C8.C9.B10.B二、填空題1.數(shù)據(jù)收集與整理，統(tǒng)計推斷2.極差，方差，標準差3.統(tǒng)計學4.卡方，F(xiàn)isher精確5.隨機6.雙因素方差分析7.測量，相對8.簡單隨機9.非參數(shù)10.效應量，置信區(qū)間三、簡答題1.①確定數(shù)據(jù)類型（分類、順序、數(shù)值）。②判斷數(shù)據(jù)的分布特征（正態(tài)性、方差齊性）。③明確研究目的（比較均值、比較比例、分析關系等）。④考慮樣本量大小。⑤結合實驗設計類型。2.①系統(tǒng)誤差是指實驗過程中由于系統(tǒng)因素造成的、使測量結果系統(tǒng)偏離真值的誤差。②細胞生物學實驗中可能產生系統(tǒng)誤差的操作環(huán)節(jié)：a)細胞計數(shù)時計數(shù)板或顯微鏡視野選擇不一致；b)染色過程操作不標準導致背景著色差異；c)實驗儀器未校準；d)試劑批次不同；e)溫度、pH等環(huán)境條件控制不當。3.①t檢驗主要用于比較兩個組別（單個因素不同水平）的均值差異，要求樣本量較?。ㄍǔＣ拷M≤30），且數(shù)據(jù)滿足正態(tài)分布和方差齊性（或使用t'檢驗）。方差分析（ANOVA）用于比較多于兩個組別（單個或多個因素不同水平）的均值差異，要求樣本量較大，數(shù)據(jù)滿足正態(tài)分布和方差齊性。t檢驗是ANOVA在兩組比較時的特例。②聯(lián)系：t檢驗的核心思想是檢驗兩組均值之差與零的差異是否顯著，而ANOVA的核心思想是分解總變異，檢驗不同因素水平下均值差異是否顯著。兩者都是基于假設檢驗思想。四、計算與分析題1.（1）*培養(yǎng)方法A均值：Σx_A/10=(125+...+130)/10=1290/10=129.0*培養(yǎng)方法A標準差：s_A=sqrt[Σ(x_A-x?_A)2/(n_A-1)]=sqrt[((125-129)2+...+(130-129)2)/9]=sqrt[(16+1+1+9+4+0+4+25+9+1)/9]=sqrt[70/9]≈sqrt(7.78)≈2.80*培養(yǎng)方法B均值：Σx_B/10=(118+...+122)/10=1220/10=122.0*培養(yǎng)方法B標準差：s_B=sqrt[Σ(x_B-x?_B)2/(n_B-1)]=sqrt[((118-122)2+...+(122-122)2)/9]=sqrt[(16+4+4+9+1+1+9+4+0+0)/9]=sqrt[50/9]≈sqrt(5.56)≈2.36*（注：計算結果可能因四舍五入略有差異，但過程和邏輯正確即可）（2）*H?：μ_A=μ_B（兩種培養(yǎng)方法下細胞平均數(shù)量無顯著差異）*H?：μ_A≠μ_B（兩種培養(yǎng)方法下細胞平均數(shù)量有顯著差異）*選擇雙樣本獨立樣本t檢驗（等方差假設下）。*t=(x?_A-x?_B)/sqrt[(s2_1/n_1+s2_2/n_2)]=(129.0-122.0)/sqrt[(2.802/10+2.362/10)]=7.0/sqrt[(7.84/10+5.57/10)]=7.0/sqrt[0.784+0.557]=7.0/sqrt(1.341)≈7.0/1.16≈6.03*查t分布表，df=n_A+n_B-2=10+10-2=18。α=0.05，雙尾檢驗，t臨界值約為±2.101。*因為|t|=6.03>2.101，所以拒絕H?。（3）統(tǒng)計學結論：有顯著證據(jù)表明兩種培養(yǎng)方法下細胞平均數(shù)量存在差異。結合數(shù)據(jù)（A組均值129.0，B組均值122.0），可以推斷培養(yǎng)方法A產生的細胞平均數(shù)量顯著高于培養(yǎng)方法B。生物學意義：培養(yǎng)方法A可能更有利于該癌細胞系的增殖。2.（1）方差分析要求各組數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布。由于本例中五組數(shù)據(jù)均不滿足正態(tài)分布，直接使用方差分析可能會得出錯誤結論，因此不適用。（2）應采用Kruskal-WallisH檢驗。這是一種用于比較多于兩個獨立樣本中位數(shù)是否存在差異的非參數(shù)檢驗方法，適用于數(shù)據(jù)不滿足正態(tài)分布的情況。（3）P值=0.02表示在零假設（所有五組蛋白質表達水平的中位數(shù)相等）為真的情況下，觀察到當前或更極端數(shù)據(jù)的概率是0.02。由于P值（0.02）小于顯著性水平α（0.05），因此拒絕零假設。可以認為至少存在一個基因敲除組與其他組在蛋白質表達水平的中位數(shù)上存在顯著差異，即基因敲除對蛋白質表達水平有顯著影響。3.（1）因素：實驗設計中的因素是指研究者主動操縱、改變以觀察其效果的變量。本實驗中有兩個因素：生長因子濃度（FactorA）和培養(yǎng)時間（FactorB）。因素A的水平：低、中、高（3個水平）。因素B的水平：24h、48h（2個水平）。（2）需要使用雙因素方差分析（因子設計方差分析，即Two-WayANOVA）來分析數(shù)據(jù)。這樣可以同時檢驗兩個因素的主效應（各自獨立的影響）以及它們之間的交互效應（共同作用的影響）。（3）進行雙因素方差分析的三個主要假設（零假設）：①H?_A：生長因子濃度對細胞活力沒有主效應（即各濃