2025年大學(xué)《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》專業(yè)題庫——生物數(shù)據(jù)質(zhì)控與統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.在生物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，若某個(gè)樣本值明顯偏離其他樣本，初步判斷為異常值，常用的處理方法不包括：A.刪除該異常值B.將該異常值替換為均值C.使用對數(shù)轉(zhuǎn)換法處理D.單獨(dú)分析該異常值以探究原因2.對于兩組獨(dú)立樣本的連續(xù)變量進(jìn)行比較，若兩組數(shù)據(jù)均服從正態(tài)分布且方差相等，應(yīng)選擇的假設(shè)檢驗(yàn)方法是：A.Wilcoxon秩和檢驗(yàn)B.Mann-WhitneyU檢驗(yàn)C.t檢驗(yàn)（獨(dú)立樣本，等方差）D.Kruskal-WallisH檢驗(yàn)3.在進(jìn)行線性回歸分析時(shí)，以下哪個(gè)條件是模型成立的必要前提？A.自變量與因變量之間存在線性關(guān)系B.樣本量必須足夠大C.殘差呈現(xiàn)隨機(jī)分布D.因變量服從正態(tài)分布4.一項(xiàng)研究中，比較三種不同藥物對同一疾病的治療效果，應(yīng)選擇的統(tǒng)計(jì)方法可能是：A.獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)B.配對樣本t檢驗(yàn)C.單因素方差分析（ANOVA）D.Pearson相關(guān)分析5.缺失數(shù)據(jù)在生物實(shí)驗(yàn)中較為常見，以下哪種方法不屬于完全隨機(jī)地插補(bǔ)缺失值？A.均值填補(bǔ)B.中位數(shù)填補(bǔ)C.使用回歸模型預(yù)測填補(bǔ)D.負(fù)二項(xiàng)回歸填補(bǔ)6.當(dāng)數(shù)據(jù)不滿足參數(shù)檢驗(yàn)的假設(shè)條件時(shí)，可以考慮使用：A.非參數(shù)檢驗(yàn)方法B.增加樣本量C.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換D.以上都是7.在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，隨機(jī)分配處理因素到實(shí)驗(yàn)單元的主要目的是為了：A.避免選擇偏倚B.增大實(shí)驗(yàn)誤差C.確保處理組與對照組樣本量相等D.方便數(shù)據(jù)收集8.計(jì)算樣本均值的變異程度，最常用的指標(biāo)是：A.標(biāo)準(zhǔn)差B.方差C.標(biāo)準(zhǔn)誤D.變異系數(shù)9.某研究者想探究兩種教學(xué)方法對學(xué)生學(xué)習(xí)成績的影響，選取了同一批學(xué)生，前半學(xué)期使用方法A，后半學(xué)期使用方法B，此設(shè)計(jì)屬于：A.完全隨機(jī)設(shè)計(jì)B.配對設(shè)計(jì)C.析因設(shè)計(jì)D.隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)10.在生物信息學(xué)中，處理基因芯片數(shù)據(jù)時(shí)，常用的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方法之一是：A.t檢驗(yàn)B.ANOVAC.Z-score標(biāo)準(zhǔn)化D.相關(guān)分析二、填空題（每空1分，共15分）1.統(tǒng)計(jì)學(xué)中，用于衡量樣本統(tǒng)計(jì)量（如樣本均值）與總體參數(shù)（如總體均值）之間抽樣誤差的指標(biāo)是________。2.假設(shè)檢驗(yàn)中，犯第一類錯(cuò)誤（TypeIerror）的概率通常用字母________表示。3.當(dāng)研究目的是探索兩個(gè)連續(xù)變量之間的相關(guān)關(guān)系時(shí)，常用的統(tǒng)計(jì)方法是________。4.在進(jìn)行方差分析（ANOVA）后，若發(fā)現(xiàn)組間差異顯著，但具體哪些組之間存在差異不明確，常需要進(jìn)行________檢驗(yàn)。5.對于分類數(shù)據(jù)，若要比較兩組或多組之間的比例差異，常用的假設(shè)檢驗(yàn)方法是________。6.數(shù)據(jù)清洗是生物數(shù)據(jù)分析的第一步，其中識別和處理異常值是重要的環(huán)節(jié)，常用的檢測方法包括________和________。7.在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，對照組不接受任何處理或接受安慰劑處理，其目的是為了________。8.缺失值的存在會降低統(tǒng)計(jì)推斷的效力，處理缺失值的基本原則是盡可能減少由缺失值帶來的________。9.衡量數(shù)據(jù)離散程度的另一個(gè)指標(biāo)是________，它表示標(biāo)準(zhǔn)差與均值的比值，不受數(shù)據(jù)單位影響。10.在線性回歸模型中，回歸系數(shù)的假設(shè)檢驗(yàn)主要用于判斷________與________之間是否存在顯著關(guān)系。三、名詞解釋（每題3分，共12分）1.中心極限定理2.效應(yīng)量（EffectSize）3.數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化（DataStandardization）4.完全隨機(jī)設(shè)計(jì)（CompletelyRandomizedDesign）四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述生物數(shù)據(jù)中缺失值產(chǎn)生的主要原因。2.解釋什么是統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)，并簡述其基本步驟。3.在進(jìn)行兩組獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)前，需要檢驗(yàn)?zāi)男┲匾那疤釛l件？4.簡述方差分析（ANOVA）的基本思想和適用條件。五、計(jì)算與分析題（共33分）1.（10分）某研究測量了10例健康成年男性血清胰島素水平（單位：μU/mL）：65,62,58,70,71,72,66,69,74,67。假設(shè)該變量近似服從正態(tài)分布。(1)計(jì)算該組數(shù)據(jù)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差。(2)檢測數(shù)據(jù)中是否存在潛在的異常值（提示：可以使用3S準(zhǔn)則）。(3)若不存在異常值，計(jì)算均值的95%置信區(qū)間。2.（11分）一項(xiàng)臨床試驗(yàn)比較了兩種藥物（A和B）治療高血壓的效果。隨機(jī)選取了20名患者，其中10名服用藥物A，另外10名服用藥物B，一個(gè)月后測量其收縮壓變化值（單位：mmHg）。數(shù)據(jù)如下（已假設(shè)兩組數(shù)據(jù)方差齊性）：藥物A組：-10,-8,-12,-15,-9,-6,-11,-14,-7,-5藥物B組：-3,-1,-2,-4,0,-1,-5,-2,1,-2(1)描述兩組收縮壓變化數(shù)據(jù)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差。(2)采用合適的假設(shè)檢驗(yàn)方法比較兩組藥物效果是否存在顯著差異。(3)解釋該檢驗(yàn)結(jié)果的生物學(xué)意義。3.（12分）研究者收集了30株玉米的株高（cm）和穗重（g）數(shù)據(jù)，旨在探究兩者之間的關(guān)系。部分計(jì)算結(jié)果如下：樣本量為30，株高均值為150cm，標(biāo)準(zhǔn)差為20cm；穗重均值為300g，標(biāo)準(zhǔn)差為50g；株高與穗重的協(xié)方差為2000g·cm。(1)計(jì)算株高與穗重之間的Pearson相關(guān)系數(shù)。(2)對計(jì)算出的相關(guān)系數(shù)進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)（提示：使用t檢驗(yàn)），判斷兩者是否存在顯著的相關(guān)關(guān)系（α=0.05）。(3)簡要說明該相關(guān)系數(shù)的值和假設(shè)檢驗(yàn)結(jié)果說明了什么問題。試卷答案一、選擇題1.B2.C3.A4.C5.C6.A7.A8.A9.B10.C二、填空題1.標(biāo)準(zhǔn)誤2.α3.Pearson相關(guān)分析4.多重比較5.卡方檢驗(yàn)6.箱線圖，3S準(zhǔn)則7.控制混雜因素，確定處理效果8.信息損失9.變異系數(shù)10.自變量，因變量三、名詞解釋1.中心極限定理：指在樣本量足夠大的情況下，樣本均值的分布將近似于正態(tài)分布，其均值等于總體均值，標(biāo)準(zhǔn)差等于總體標(biāo)準(zhǔn)差除以樣本量的平方根，即使原始總體分布不是正態(tài)分布。2.效應(yīng)量：衡量研究變量之間關(guān)系強(qiáng)度或差異大小的非參數(shù)統(tǒng)計(jì)量，反映效應(yīng)的絕對大小，不受樣本量影響。3.數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化：將數(shù)據(jù)按一定規(guī)則轉(zhuǎn)換，使其具有特定統(tǒng)計(jì)特性（如均值為0，標(biāo)準(zhǔn)差為1），常用于消除不同變量量綱或單位的影響，或滿足某些統(tǒng)計(jì)方法的要求。4.完全隨機(jī)設(shè)計(jì)：指將實(shí)驗(yàn)單元完全隨機(jī)地分配到各個(gè)處理組中的一種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，適用于研究因素只有一個(gè)的情況，是隨機(jī)化設(shè)計(jì)中最基本的一種。四、簡答題1.生物數(shù)據(jù)中缺失值產(chǎn)生的主要原因包括：測量錯(cuò)誤或儀器故障、實(shí)驗(yàn)操作失誤、樣本丟失或死亡、數(shù)據(jù)錄入錯(cuò)誤或遺漏、倫理原因（如研究對象退出試驗(yàn)）等。2.統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)是一種基于樣本數(shù)據(jù)判斷關(guān)于總體參數(shù)假設(shè)是否成立的統(tǒng)計(jì)推斷方法?；静襟E包括：提出零假設(shè)（H0）和備擇假設(shè)（H1）；選擇合適的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量；確定檢驗(yàn)的顯著性水平（α）；計(jì)算檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的觀測值及對應(yīng)的p值；根據(jù)p值與α的比較結(jié)果，做出拒絕或不拒絕H0的決策。3.進(jìn)行兩組獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)前，需要檢驗(yàn)的前提條件主要包括：樣本來自的兩個(gè)總體應(yīng)服從正態(tài)分布；兩個(gè)總體的方差應(yīng)相等（方差齊性）。通常通過繪制Q-Q圖、正態(tài)性檢驗(yàn)（如Shapiro-Wilk檢驗(yàn)）來檢查正態(tài)性，通過Levene檢驗(yàn)來檢查方差齊性。4.方差分析（ANOVA）的基本思想是將總變異分解為由不同因素引起的變異和隨機(jī)誤差兩部分，通過比較不同來源的變異程度（用方差表示），來判斷這些因素對結(jié)果的影響是否顯著。適用條件包括：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來自正態(tài)分布的總體；不同處理組的方差齊性；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)合理（如滿足獨(dú)立、隨機(jī)、可重復(fù)等原則）。五、計(jì)算與分析題1.(1)均值=(65+62+58+70+71+72+66+69+74+67)/10=695/10=69.5；標(biāo)準(zhǔn)差=sqrt(((65-69.5)^2+(62-69.5)^2+...+(67-69.5)^2)/(10-1))=sqrt(841/9)≈9.33(2)3S準(zhǔn)則：計(jì)算均值加減3倍標(biāo)準(zhǔn)差的范圍，即69.5-3*9.33≈41.51，69.5+3*9.33≈97.49。檢查所有數(shù)據(jù)點(diǎn)，均在41.51到97.49之間，因此不存在潛在的異常值。(3)95%置信區(qū)間：均值±(t_(0.025,9)*標(biāo)準(zhǔn)誤)，標(biāo)準(zhǔn)誤=標(biāo)準(zhǔn)差/sqrt(樣本量)=9.33/sqrt(10)≈2.95。t_(0.025,9)≈2.262。置信區(qū)間≈69.5±(2.262*2.95)≈69.5±6.67，即(62.83,76.17)。2.(1)藥物A組：均值=(-10-8-...-5)/10=-70/10=-7；標(biāo)準(zhǔn)差=sqrt(((-7)^2+...+(-2)^2)/9)=sqrt(570/9)≈8.12。藥物B組：均值=(-3-1-...-2)/10=-10/10=-1；標(biāo)準(zhǔn)差=sqrt(((-1)^2+...+(-2)^2)/9)=sqrt(20/9)≈1.49。(2)采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)（假設(shè)方差齊性，可用Satterthwaite法或直接用EqualVariancest-test結(jié)果）。檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量t≈-4.36，自由度df≈18，p值<0.001。(3)檢驗(yàn)結(jié)果顯著（p<0.05），表明在α=0.05水平上拒絕原假設(shè)，即兩種藥物對高血壓患者的收縮壓變化效果存在顯著差異。結(jié)合均值結(jié)果，藥物A組收縮壓下降幅度顯著大于藥物B組。3.(1)協(xié)方差=(30*2000)/30=2000。相關(guān)系數(shù)r=協(xié)方差/(標(biāo)準(zhǔn)差A(yù)*標(biāo)準(zhǔn)差B)=2000/(20*50)=2000/1000=2。(2)檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量t=r*sqrt((n-2)/(1-r^2))=2*sqrt((30-2)/(1-2^2))=2*sqrt(28/-3)。注意：計(jì)算出的相關(guān)系數(shù)r=2在-1到1之間，此題數(shù)據(jù)或計(jì)算過程可能存在不合理之處，理論上r應(yīng)在[-1,1]區(qū)間。若按r=0.2計(jì)算（假設(shè)數(shù)據(jù)有誤），t=0.2*sqrt(28/(1-0.04))=0.2*sqrt(28/0.96