2025年大學(xué)《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——家庭遺傳學(xué)和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的交叉研究考試時(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)的代表字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)）1.在一項(xiàng)研究家族性高膽固醇血癥的病例對(duì)照研究中，研究者發(fā)現(xiàn)患有該疾病的個(gè)體攜帶特定等位基因的頻率顯著高于未患病的對(duì)照個(gè)體。這種統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)最直接支持了哪種遺傳模式假設(shè)？A.顯性遺傳B.隱性遺傳C.X連鎖遺傳（男性）D.多基因遺傳2.對(duì)于一組符合孟德?tīng)枂位螂[性遺傳的家族數(shù)據(jù)，如果使用卡方檢驗(yàn)來(lái)分析家系中子女的發(fā)病率是否符合預(yù)期比例（1:2:1），其零假設(shè)（H0）最準(zhǔn)確的表述是？A.子女的基因型比例符合1:2:1B.家系中每個(gè)子女患病的概率相同C.家系中子女的基因型比例偏離1:2:1D.家系中父母均攜帶隱性致病基因3.測(cè)量家族中多個(gè)個(gè)體同一遺傳性狀的值，目的是估計(jì)該性狀的______，這通常需要使用方差分析等方法來(lái)分離遺傳變異和環(huán)境變異的貢獻(xiàn)。A.發(fā)病率B.遺傳度（Heritability）C.攜帶者頻率D.penetrance4.在分析雙胞胎（同卵和異卵）在某種性狀上的一致性（如疾病患病情況、行為特征等）時(shí)，研究者常使用______來(lái)估計(jì)該性狀的遺傳力。A.相關(guān)系數(shù)B.方差分析C.卡方檢驗(yàn)D.遺傳距離5.對(duì)于連續(xù)性遺傳性狀（如身高）的家系數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如果懷疑存在一個(gè)主要影響該性狀的基因位點(diǎn)，研究者可能傾向于使用______方法來(lái)定位這個(gè)位點(diǎn)。A.線性回歸分析B.系統(tǒng)聚類(lèi)分析C.基于親屬關(guān)系的方差分析（如ANCOVA）D.基因芯片分析6.假設(shè)研究者想比較在一個(gè)顯性遺傳病家系中，患病個(gè)體與未患病個(gè)體之間，某個(gè)候選基因不同等位基因的頻率是否存在差異。以下哪種統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法最為合適？A.t檢驗(yàn)B.方差分析C.Fisher精確檢驗(yàn)D.Wilcoxon秩和檢驗(yàn)7.在進(jìn)行遺傳流行病學(xué)病例對(duì)照研究時(shí)，計(jì)算暴露于特定風(fēng)險(xiǎn)因素的病例組相對(duì)于對(duì)照組的______，是衡量該暴露因素與疾病關(guān)聯(lián)強(qiáng)度的重要指標(biāo)。A.發(fā)病率比（IncidenceRateRatio）B.風(fēng)險(xiǎn)比（RelativeRisk）C.比數(shù)比（OddsRatio）D.遺傳力8.家系數(shù)據(jù)通常具有______結(jié)構(gòu)，這意味著個(gè)體間的相關(guān)性并非獨(dú)立，在進(jìn)行分析時(shí)需要采用能夠處理相關(guān)性的統(tǒng)計(jì)方法。A.獨(dú)立隨機(jī)B.平行C.相關(guān)依賴(lài)D.線性相關(guān)9.當(dāng)研究一個(gè)性狀受到多個(gè)基因共同影響時(shí)，如果研究者想評(píng)估某個(gè)基因型對(duì)性狀表型的相對(duì)貢獻(xiàn)大小，可能會(huì)采用______模型。A.主成分分析（PCA）B.線性回歸模型（考慮基因型主效應(yīng)和交互效應(yīng)）C.邏輯回歸模型D.聚類(lèi)分析10.某研究旨在分析兩種遺傳變異（如SNPA和B）聯(lián)合暴露與某疾病的關(guān)聯(lián)。研究者需要計(jì)算同時(shí)攜帶變異A和B的病例組的患病比數(shù)與僅攜帶變異A或僅攜帶變異B的病例組患病比數(shù)的比值，這個(gè)比值被稱(chēng)為？A.主效應(yīng)比B.交互作用比數(shù)比（OddsRatioforInteraction）C.調(diào)整后的比數(shù)比D.攜帶者比數(shù)比二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.統(tǒng)計(jì)學(xué)在遺傳學(xué)中的應(yīng)用，使得我們能夠從______的數(shù)據(jù)中推斷出遺傳模式、估計(jì)遺傳參數(shù)，并評(píng)估環(huán)境因素的作用。2.在分析家系數(shù)據(jù)時(shí)，計(jì)算兩個(gè)具有共同祖先的個(gè)體之間的血緣關(guān)系系數(shù)，如______和______，對(duì)于了解遺傳相關(guān)性至關(guān)重要。3.對(duì)于服從孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的單基因性狀，家系分析常使用______和______等經(jīng)典統(tǒng)計(jì)方法來(lái)推斷遺傳模式和遺傳概率。4.估計(jì)數(shù)量性狀的遺傳力時(shí)，需要區(qū)分______（TotalPhenotypicVariance）和______（EnvironmentalVariance），通常通過(guò)比較不同親屬群體（如同卵雙胞胎、異卵雙胞胎、親子）的______來(lái)實(shí)現(xiàn)。5.在進(jìn)行病例對(duì)照研究以分析遺傳因素與疾病關(guān)聯(lián)時(shí)，選擇合適的對(duì)照群體至關(guān)重要，以避免______偏差，確保研究結(jié)果的可靠性。三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共15分）1.簡(jiǎn)述在遺傳流行病學(xué)研究中，選擇病例組和對(duì)照組時(shí)需要考慮哪些基本原則，以避免主要的偏倚來(lái)源？2.解釋什么是遺傳度？請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明影響遺傳度估計(jì)的主要因素有哪些？3.描述一下在分析復(fù)雜性狀的遺傳結(jié)構(gòu)時(shí)，主成分分析（PCA）通常被用于解決什么問(wèn)題？其基本原理是什么？四、計(jì)算題（每小題10分，共20分）1.某研究調(diào)查了100個(gè)家系，其中50個(gè)家系中至少有一個(gè)孩子患有某種單基因隱性遺傳病。研究者想知道該病的總體發(fā)病率是否顯著高于一般人群的估計(jì)發(fā)病率5%。請(qǐng)寫(xiě)出進(jìn)行此假設(shè)檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)步驟（包括零假設(shè)和備擇假設(shè)、選擇何種檢驗(yàn)方法、說(shuō)明理由），并簡(jiǎn)述如何解釋檢驗(yàn)結(jié)果（假設(shè)檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量大于臨界值）。2.假設(shè)在一個(gè)關(guān)于身高遺傳的研究中，收集了20對(duì)同卵雙胞胎和20對(duì)異卵雙胞胎的身高數(shù)據(jù)（單位：cm）。研究者發(fā)現(xiàn)同卵雙胞胎的身高相關(guān)系數(shù)為0.95，異卵雙胞胎的身高相關(guān)系數(shù)為0.40。請(qǐng)基于這些數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)要說(shuō)明如何運(yùn)用這些相關(guān)系數(shù)信息來(lái)估計(jì)身高性狀的遺傳力，并解釋你的計(jì)算或推理過(guò)程。五、分析題（15分）在一個(gè)關(guān)于哮喘遺傳易感性的大型家系研究數(shù)據(jù)集中，研究者收集了每個(gè)個(gè)體的哮喘患病狀況（患病/未患?。?、父母哮喘患病狀況以及三個(gè)已知與哮喘相關(guān)的基因型（基因A、B、C）信息。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)要的分析方案，說(shuō)明你會(huì)如何利用這些信息來(lái)探討這三個(gè)基因位點(diǎn)是否與哮喘的遺傳易感性相關(guān)。在描述分析步驟時(shí)，請(qǐng)明確需要使用哪些統(tǒng)計(jì)方法，并簡(jiǎn)要說(shuō)明選擇這些方法的原因。試卷答案一、選擇題1.A2.A3.B4.A5.C6.C7.C8.C9.B10.B二、填空題1.家族/親屬2.相似系數(shù)（CoefficientofRelationship）/合并系數(shù)（CoefficientofConfluence）3.概率計(jì)算法（ProbabilityCalculation）/逆概率法（InverseProbability）4.表型方差/表型總方差，表型方差/遺傳和環(huán)境方差之和5.選擇偏倚三、簡(jiǎn)答題1.選擇偏倚：確保病例組和對(duì)照組的來(lái)源、抽樣方法具有代表性和可比性，避免因選擇方式導(dǎo)致兩組在某些基線特征上存在系統(tǒng)差異。時(shí)間偏倚：病例組和對(duì)照組暴露于研究因素的時(shí)期應(yīng)具有可比性，避免回憶偏倚：確保兩組個(gè)體對(duì)過(guò)去暴露狀況的回憶能力和準(zhǔn)確性相似。信息偏倚：保證對(duì)兩組個(gè)體進(jìn)行暴露測(cè)量和疾病診斷的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、準(zhǔn)確，避免測(cè)量誤差。2.遺傳度是指一個(gè)數(shù)量性狀的總表型方差中，可以歸因于遺傳因素（包括加性遺傳效應(yīng)、顯性效應(yīng)和上位性效應(yīng)）的比例。影響因素包括：遺傳變異的大?。ǖ任换蝾l率、基因效應(yīng)強(qiáng)度）；環(huán)境變異的大小和作用方式（獨(dú)立性、交互作用）；測(cè)量誤差的大?。患易宄蓡T間的親緣關(guān)系遠(yuǎn)近（影響相關(guān)系數(shù)的估計(jì)）。3.PCA通常用于處理復(fù)雜性狀數(shù)據(jù)中存在多重共線性的問(wèn)題，或者用于降維，將多個(gè)原始變量（可能存在相關(guān)性）合成為少數(shù)幾個(gè)不相關(guān)的綜合變量（主成分），這些主成分能夠保留原始數(shù)據(jù)的大部分變異信息。其基本原理是通過(guò)對(duì)原始變量進(jìn)行線性組合，使得合成的新變量（主成分）之間不相關(guān)，并且按照它們所解釋的原始數(shù)據(jù)方差的大?。ㄓ商卣髦禌Q定）依次排列，選擇方差最大的幾個(gè)主成分來(lái)代表原始數(shù)據(jù)的主要信息。四、計(jì)算題1.假設(shè)檢驗(yàn)步驟：*零假設(shè)（H0）：該病的家系發(fā)病率等于一般人群的估計(jì)發(fā)病率，即p=0.05。*備擇假設(shè)（H1）：該病的家系發(fā)病率高于一般人群的估計(jì)發(fā)病率，即p>0.05。*檢驗(yàn)方法：由于是比較樣本比例與已知總體比例，且樣本量較大（n=100），可以使用單樣本比例Z檢驗(yàn)。*理由：Z檢驗(yàn)適用于大樣本情況下比例的推斷，能夠提供檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量和P值，判斷樣本比例偏離總體比例的程度是否具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。*結(jié)果解釋?zhuān)喝绻?jì)算得到的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量（Z值）的P值小于預(yù)設(shè)的顯著性水平（如α=0.05），則拒絕零假設(shè)，認(rèn)為該病的家系發(fā)病率顯著高于一般人群的估計(jì)發(fā)病率。如果P值大于α，則不能拒絕零假設(shè)，認(rèn)為沒(méi)有足夠證據(jù)表明家系發(fā)病率高于一般人群。2.估計(jì)遺傳力的思路：*同卵雙胞胎（MonozygoticTwins,MZ）具有完全相同的基因型，理論上具有相同的遺傳背景，其表型相關(guān)性主要受環(huán)境因素和測(cè)量誤差的影響。異卵雙胞胎（DizygoticTwins,DZ）如同普通同胞，具有50%的基因型相似度，其表型相關(guān)性既受遺傳因素又受環(huán)境因素（包括共享環(huán)境、非共享環(huán)境）和測(cè)量誤差的影響。*根據(jù)遺傳力（h2）的定義：h2=σ_g2/(σ_g2+σ_e2)，其中σ_g2是遺傳方差，σ_e2是環(huán)境方差（包括測(cè)量誤差）。*對(duì)于同卵雙胞胎，表型方差V_MZ=σ_g2+σ_e2。對(duì)于異卵雙胞胎，表型方差V_DZ=0.5σ_g2+σ_e2。*由此可以得到σ_g2=(2*V_MZ-V_DZ)/1。因此，遺傳力h2可以表示為h2=(2*V_MZ-V_DZ)/(V_MZ+V_DZ)。*在本例中，已知V_MZ和V_DZ通過(guò)相關(guān)系數(shù)間接反映。相關(guān)系數(shù)r_MZ≈1-σ_e2/V_MZ，相關(guān)系數(shù)r_DZ≈0.5-σ_e2/V_DZ。由于σ_e2在兩個(gè)公式中都出現(xiàn)，可以消去。大致思路是利用r_MZ≈1和r_DZ≈0.5這兩個(gè)極端情況與遺傳力和環(huán)境方差的近似關(guān)系，來(lái)推斷h2。更精確的計(jì)算需要利用具體的方差值（可以通過(guò)相關(guān)系數(shù)和表型均值方差估算）。簡(jiǎn)言之，利用同卵和異卵雙胞胎的相關(guān)系數(shù)差異來(lái)分離遺傳和環(huán)境方差，進(jìn)而估計(jì)遺傳力。解釋過(guò)程應(yīng)說(shuō)明同卵雙胞胎反映遺傳+環(huán)境，異卵雙胞胎反映0.5遺傳+環(huán)境，通過(guò)比較差異得出遺傳貢獻(xiàn)的大小。五、分析題分析方案：1.目標(biāo)：探討基因A、B、C與哮喘遺傳易感性的關(guān)聯(lián)。2.數(shù)據(jù)：個(gè)體哮喘狀態(tài)（患病/未患病，二分類(lèi)），父母哮喘狀態(tài)（可轉(zhuǎn)化為家族史或父母患病比例，提供遺傳背景），基因型信息（A、B、C三個(gè)位點(diǎn)，可能是等位基因頻率或基因型）。3.統(tǒng)計(jì)方法選擇與理由：*單因素分析（針對(duì)每個(gè)基因位點(diǎn)）：*方法：使用條件Logistic回歸模型，將哮喘患病狀態(tài)（因變量，二分類(lèi)）對(duì)基因型（自變量，視為分類(lèi)變量）、父母哮喘史（自變量，視為分類(lèi)或連續(xù)變量）進(jìn)行回歸分析，控制可能的混雜因素（如性別、年齡等）。*理由：Logistic回歸適用于分析二分類(lèi)結(jié)局變量與解釋變量（包括遺傳和/或環(huán)境因素）之間的關(guān)系。條件Logistic回歸允許在已知個(gè)體基因型的情況下，同時(shí)考慮其父母哮喘史等家族信息，更準(zhǔn)確地估計(jì)基因效應(yīng)。*結(jié)果：計(jì)算每個(gè)基因位點(diǎn)的調(diào)整后比數(shù)比（OddsRatio,OR）及其95%置信區(qū)間。OR>1且置信區(qū)間不包含1，表明該基因型與哮喘患病風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)；OR<1且置信區(qū)間不包含1，表明相關(guān)性與風(fēng)險(xiǎn)降低相關(guān)。*多因素分析/交互作用分析（探討多個(gè)基因及交互作用）：*方法：在單因素分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步使用包含多個(gè)基因型變量及其交互項(xiàng)的Logistic回歸