2025年大學(xué)《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——統(tǒng)計(jì)學(xué)在激素調(diào)控中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡(jiǎn)述在激素調(diào)控研究中，使用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)的前提條件是什么？若數(shù)據(jù)不滿(mǎn)足這些條件，可能采用什么非參數(shù)檢驗(yàn)方法替代？請(qǐng)說(shuō)明理由。二、某研究旨在探究一種新型生長(zhǎng)激素類(lèi)似物對(duì)小鼠體重的影響。研究人員將小鼠隨機(jī)分為對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組，每組10只。在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，兩組小鼠體重?zé)o顯著差異（P>0.05）。經(jīng)過(guò)4周處理后，測(cè)量?jī)山M小鼠的體重（克）。請(qǐng)判斷以下兩種統(tǒng)計(jì)分析方法選擇是否恰當(dāng)，并說(shuō)明理由：1.使用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)比較實(shí)驗(yàn)前后體重變化。2.使用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較處理結(jié)束時(shí)兩組小鼠體重差異。三、研究人員測(cè)量了30名健康男性在早晨和傍晚的皮質(zhì)醇水平（nmol/L），數(shù)據(jù)如下（單位已省略，實(shí)際數(shù)據(jù)為模擬值，無(wú)需輸入）。請(qǐng)描述這些數(shù)據(jù)的集中趨勢(shì)和離散程度，并簡(jiǎn)要說(shuō)明選擇使用箱線圖或直方圖來(lái)可視化這些數(shù)據(jù)的理由。四、在一項(xiàng)關(guān)于胰島素抵抗的研究中，研究人員測(cè)量了50名受試者的空腹血糖水平（mg/dL）和胰島素水平（mU/mL），并計(jì)算了他們的胰島素敏感指數(shù)（ISI）。假設(shè)胰島素敏感指數(shù)與空腹血糖水平呈負(fù)相關(guān)。請(qǐng)解釋如何使用Spearman秩相關(guān)系數(shù)來(lái)檢驗(yàn)這種假設(shè)，并說(shuō)明其適用條件。五、某研究比較了三種不同飼料（A、B、C）對(duì)家兔血清睪酮水平（ng/mL）的影響。將家兔隨機(jī)分配到三個(gè)處理組，每組8只，持續(xù)喂養(yǎng)一個(gè)月后測(cè)量睪酮水平。假設(shè)檢驗(yàn)結(jié)果為：F=5.21,P=0.01。請(qǐng)解釋該結(jié)果的含義，并說(shuō)明在P=0.01的情況下，進(jìn)行事后檢驗(yàn)的必要性。六、研究人員收集了100名女性的年齡（歲）和促卵泡生成素（FSH）水平（mIU/mL）數(shù)據(jù)。他們希望建立一個(gè)回歸模型來(lái)預(yù)測(cè)FSH水平。請(qǐng)列出建立該模型時(shí)需要考慮的關(guān)鍵統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，并解釋每個(gè)指標(biāo)的意義。七、請(qǐng)簡(jiǎn)述在激素調(diào)控研究中進(jìn)行方差分析（ANOVA）時(shí)，如何判斷是否存在多重比較問(wèn)題？若存在，應(yīng)采取哪些方法來(lái)控制錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)率（FalseDiscoveryRate,FDR）？八、某研究旨在分析長(zhǎng)期壓力對(duì)大鼠下丘腦-垂體-腎上腺軸（HPA軸）功能的影響。研究人員測(cè)量了實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組大鼠在靜息狀態(tài)和應(yīng)激狀態(tài)下的皮質(zhì)醇水平。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)包含了時(shí)間和組別的因素。請(qǐng)簡(jiǎn)述這種設(shè)計(jì)的方差分析模型應(yīng)如何構(gòu)建，并說(shuō)明需要關(guān)注哪些交互作用。九、在進(jìn)行激素水平的數(shù)據(jù)分析時(shí)，研究者發(fā)現(xiàn)某組數(shù)據(jù)呈現(xiàn)明顯的右偏態(tài)分布。若要比較該組與另一組（數(shù)據(jù)近似正態(tài)分布）的激素平均水平是否存在顯著差異，除了可以考慮對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理外，還可以選擇哪些非參數(shù)檢驗(yàn)方法？并簡(jiǎn)述選擇這些方法的原因。試卷答案一、前提條件主要包括：數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布、兩組數(shù)據(jù)方差齊性。若數(shù)據(jù)不滿(mǎn)足這些條件，可采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)（用于比較兩組獨(dú)立樣本的中位數(shù)是否存在差異）或Wilcoxon秩和檢驗(yàn)（用于比較配對(duì)樣本的差異）。理由：非參數(shù)檢驗(yàn)不依賴(lài)于數(shù)據(jù)的具體分布形態(tài)，適用于非正態(tài)分布或方差不齊的數(shù)據(jù)。二、1.不恰當(dāng)。配對(duì)樣本t檢驗(yàn)用于比較同一組受試對(duì)象在兩個(gè)不同時(shí)間點(diǎn)或處理下的測(cè)量值差異，而題目中對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組是不同個(gè)體，應(yīng)比較兩組不同個(gè)體之間的體重差異。2.恰當(dāng)。獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)用于比較兩個(gè)獨(dú)立組別在某個(gè)變量上的平均水平是否存在顯著差異，符合題目中對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組小鼠體重比較的研究設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)類(lèi)型（假設(shè)處理前后體重獨(dú)立測(cè)量）。三、描述集中趨勢(shì)：計(jì)算均值和/或中位數(shù)。描述離散程度：計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差和/或四分位數(shù)間距。選擇箱線圖或直方圖的理由：箱線圖能直觀展示數(shù)據(jù)的中位數(shù)、四分位數(shù)、異常值等分布特征，尤其適用于比較不同組別；直方圖能顯示數(shù)據(jù)的頻數(shù)分布形態(tài)，適用于單組數(shù)據(jù)展示其整體分布形狀。選擇哪種取決于具體分析目的，如需比較組間分布差異，箱線圖更優(yōu)；如需觀察單組數(shù)據(jù)的具體頻率分布形態(tài)，直方圖更合適。四、使用Spearman秩相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)胰島素敏感指數(shù)（ISI）與空腹血糖水平（X）之間是否存在單調(diào)關(guān)系。步驟：1)將ISI和X數(shù)據(jù)分別進(jìn)行秩次排序；2)計(jì)算每個(gè)觀測(cè)對(duì)的秩次差值d的平方和Σd2；3)根據(jù)公式r_s=1-(6*Σd2)/(n*(n2-1))計(jì)算Spearman秩相關(guān)系數(shù)r_s，其中n為樣本量；4)根據(jù)自由度df=n-2查找Spearman相關(guān)系數(shù)的臨界值，或使用軟件進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)。適用條件：數(shù)據(jù)至少是定序變量（可以計(jì)算秩次），或者雖然是連續(xù)變量但不符合線性相關(guān)假設(shè)（即不滿(mǎn)足Pearson相關(guān)的要求，如存在異常值、關(guān)系為曲線關(guān)系）。五、該結(jié)果表明，在三個(gè)飼料組中，血清睪酮水平的總體均值存在顯著差異（P=0.01<0.05），拒絕原假設(shè)“三個(gè)飼料組睪酮水平無(wú)差異”。進(jìn)行事后檢驗(yàn)的必要性：ANOVA僅表明存在差異，但未指明具體是哪兩組之間存在差異。事后檢驗(yàn)（如LSD,TukeyHSD等）的目的在于對(duì)多組均值進(jìn)行比較，確定哪些組間差異是統(tǒng)計(jì)顯著的，從而提供更具體、更明確的組間差異信息。六、關(guān)鍵統(tǒng)計(jì)指標(biāo)及其意義：1.回歸系數(shù)(Coefficients):表示自變量（年齡）每變化一個(gè)單位，因變量（FSH水平）平均變化的量（對(duì)于多元回歸，是凈變化量）。其顯著性（P值）可判斷年齡與FSH水平之間是否存在線性關(guān)系。2.R2(判定系數(shù)):表示模型中自變量對(duì)因變量的解釋程度，即FSH水平的變化中有多少比例可以被年齡這個(gè)（或這些）自變量解釋。R2值越接近1，模型擬合效果越好。3.調(diào)整后的R2(AdjustedR2):在多元回歸中使用，考慮了模型中自變量的數(shù)量。當(dāng)增加一個(gè)與因變量無(wú)關(guān)的自變量時(shí)，調(diào)整后的R2不會(huì)增加或可能減少，更能反映模型的真實(shí)解釋能力。4.F統(tǒng)計(jì)量及P值:用于檢驗(yàn)整個(gè)回歸模型的顯著性，即判斷自變量整體上是否對(duì)因變量有顯著的線性預(yù)測(cè)能力。5.殘差分析相關(guān)指標(biāo):用于評(píng)估模型假設(shè)是否滿(mǎn)足（如殘差是否服從正態(tài)分布、方差齊性等），是判斷模型有效性的重要依據(jù)，雖然題目未明確要求，但建立可靠模型必須考慮。七、判斷多重比較問(wèn)題：當(dāng)對(duì)同一組數(shù)據(jù)或多個(gè)比較對(duì)象執(zhí)行多個(gè)獨(dú)立的假設(shè)檢驗(yàn)時(shí)，會(huì)增大犯第一類(lèi)錯(cuò)誤（錯(cuò)誤地拒絕原假設(shè)，即發(fā)現(xiàn)虛假顯著結(jié)果）的總概率。若進(jìn)行了k次檢驗(yàn)，犯至少一次第一類(lèi)錯(cuò)誤的概率會(huì)超過(guò)α（若單次檢驗(yàn)錯(cuò)誤概率為α）。存在多重比較問(wèn)題時(shí)，簡(jiǎn)單采用Bonferroni校正等方法來(lái)控制整體錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)率（FDR），如Benjamini-Hochberg方法，它能在控制FDR的前提下，以更高的概率發(fā)現(xiàn)真正的顯著結(jié)果。八、方差分析模型構(gòu)建：可采用雙因素方差分析（Two-wayANOVA），其中“時(shí)間”（靜息、應(yīng)激）作為一個(gè)因素（有2個(gè)水平），“組別”（實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組）作為另一個(gè)因素（有2個(gè)水平）。需要關(guān)注的主要是：1)主效應(yīng)：時(shí)間因素對(duì)皮質(zhì)醇水平的影響，對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組自身的變化幅度；組別因素對(duì)皮質(zhì)醇水平的影響，即實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組在靜息或應(yīng)激狀態(tài)下的總體水平差異。2)交互作用：時(shí)間*組別交互效應(yīng)，即實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組在靜息與應(yīng)激狀態(tài)下的皮質(zhì)醇水平變化趨勢(shì)是否相同。若存在顯著交互作用，意味著組別效應(yīng)的體現(xiàn)依賴(lài)于時(shí)間點(diǎn)。九、可選的非參數(shù)檢驗(yàn)方法：1)Mann-WhitneyU檢驗(yàn)：直接比較兩組數(shù)據(jù)的秩次中位數(shù)是否存在差異，不依賴(lài)于數(shù)據(jù)分布形態(tài)。理由：適用于兩組獨(dú)立樣本，且數(shù)據(jù)不滿(mǎn)足正態(tài)