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)在基因組學(xué)中的重要性考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.在進(jìn)行基因表達(dá)差異分析時(shí)，處理組與對(duì)照組樣本數(shù)量均較少，且數(shù)據(jù)呈現(xiàn)偏態(tài)分布，比較適合使用的統(tǒng)計(jì)方法是？A.基于t分布的獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)B.基于F分布的單因素方差分析C.非參數(shù)Mann-WhitneyU檢驗(yàn)D.置換檢驗(yàn)2.RNA-Seq數(shù)據(jù)中，基因表達(dá)量呈現(xiàn)長(zhǎng)尾分布（右偏態(tài)），在進(jìn)行差異表達(dá)分析時(shí)，常用的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法不包括？A.對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換（Log2）B.方差穩(wěn)定轉(zhuǎn)換（VST）C.基數(shù)2對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換（Log2CPM）D.平方根轉(zhuǎn)換（Squareroot）3.在基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）中，為了控制全基因組范圍內(nèi)多個(gè)獨(dú)立檢驗(yàn)帶來(lái)的假陽(yáng)性率，常采用的校正方法是指？A.方差分析B.置信區(qū)間估計(jì)C.多重比較校正（如Bonferroni校正或FDR）D.回歸分析4.對(duì)于基因組數(shù)據(jù)中的二元分類變量（如突變存在/不存在），描述其頻率分布最合適的統(tǒng)計(jì)圖表是？A.箱線圖B.散點(diǎn)圖C.熱圖D.餅圖或條形圖5.測(cè)量同一基因在不同條件或時(shí)間點(diǎn)下的表達(dá)量，需要使用的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法主要是？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)性分析6.在進(jìn)行基因集富集分析時(shí)，旨在檢驗(yàn)?zāi)硞€(gè)特定的基因列表（如通路基因集）中的基因是否在某個(gè)實(shí)驗(yàn)條件下表現(xiàn)出顯著富集的現(xiàn)象，常用的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)是？A.P值B.整體效應(yīng)量C.基因重疊數(shù)量D.富集分?jǐn)?shù)（EnrichmentScore）或Fisher精確檢驗(yàn)的P值7.當(dāng)我們希望評(píng)估一個(gè)或多個(gè)基因型（如SNP位點(diǎn)）是否與一個(gè)連續(xù)性狀（如表型值）存在關(guān)聯(lián)時(shí)，最常使用的統(tǒng)計(jì)方法是？A.卡方檢驗(yàn)B.獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)C.線性回歸分析D.邏輯回歸分析8.在高通量測(cè)序數(shù)據(jù)分析中，對(duì)原始測(cè)序讀數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理的主要目的是？A.降低測(cè)序錯(cuò)誤率B.消除不同樣本間測(cè)序深度差異的影響，以便進(jìn)行公平比較C.壓縮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間D.改善數(shù)據(jù)分布的正態(tài)性9.對(duì)于包含大量基因和樣本的基因表達(dá)矩陣，使用熱圖進(jìn)行可視化時(shí)，常用的聚類方法是基于？A.基因表達(dá)量的均值或中位數(shù)B.基因表達(dá)量的相關(guān)性或距離度量C.基因的功能注釋D.樣本的組織來(lái)源10.在評(píng)估一個(gè)新開發(fā)的基因組學(xué)檢測(cè)方法或生物標(biāo)志物的性能時(shí)，計(jì)算其敏感性和特異性是基于？A.生存分析B.置信區(qū)間估計(jì)C.受試者工作特征（ROC）曲線分析D.方差分析二、填空題（每空2分，共20分）1.在進(jìn)行基因組學(xué)數(shù)據(jù)分析時(shí)，由于多重假設(shè)檢驗(yàn)的存在，需要使用________來(lái)校正P值，以控制家族遺傳錯(cuò)誤率（FDR）。2.描述一組基因表達(dá)量數(shù)據(jù)離散程度的統(tǒng)計(jì)量，除了方差（Var）和標(biāo)準(zhǔn)差（SD）外，常用的還有________。3.對(duì)于基因組數(shù)據(jù)中的分類變量，例如不同腫瘤類型，可以使用________檢驗(yàn)來(lái)比較不同類型腫瘤中某個(gè)基因突變頻率的差異性。4.線性回歸模型在基因組學(xué)中可用于分析________（如基因表達(dá)量）與一個(gè)或多個(gè)________（如SNP基因型、環(huán)境因素）之間的關(guān)系。5.基因組學(xué)數(shù)據(jù)，特別是高通量測(cè)序數(shù)據(jù)，常常具有高度的________特性，即數(shù)據(jù)中存在大量零值。6.當(dāng)樣本量較小且無(wú)法滿足參數(shù)檢驗(yàn)的假設(shè)條件時(shí)，可以考慮使用________檢驗(yàn)等非參數(shù)方法。7.對(duì)基因表達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后，常用的表達(dá)量單位如每百萬(wàn)映射比（FPKM）或每百萬(wàn)讀取映射比（RPKM）是衡量________的指標(biāo)。8.在基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）中，常用的統(tǒng)計(jì)模型是________模型，用于評(píng)估單個(gè)遺傳變異對(duì)表型的影響。9.數(shù)據(jù)可視化在基因組學(xué)中至關(guān)重要，火山圖（Volcanoplot）常用于________，同時(shí)展示基因表達(dá)變化幅度和顯著性。10.生存分析是生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的一個(gè)分支，在基因組學(xué)中可用于研究________（如腫瘤患者的生存時(shí)間）與基因表達(dá)或遺傳變異之間的關(guān)系。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述在基因組學(xué)研究中，選擇合適的統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行差異表達(dá)分析時(shí)需要考慮的主要因素。2.解釋什么是多重比較問(wèn)題，并列舉至少兩種在基因組學(xué)數(shù)據(jù)分析中常用的多重比較校正方法。3.描述非參數(shù)統(tǒng)計(jì)方法在基因組學(xué)數(shù)據(jù)分析中的優(yōu)勢(shì)，并舉例說(shuō)明在哪些情況下適合使用非參數(shù)方法。4.簡(jiǎn)述在比較兩組基因組數(shù)據(jù)（如處理組與對(duì)照組）時(shí)，除了進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)外，還應(yīng)關(guān)注哪些描述性統(tǒng)計(jì)信息。四、計(jì)算題（每題7分，共14分）1.某研究比較了A藥物處理組（n=10,平均表達(dá)量=5.2,標(biāo)準(zhǔn)差=0.8）和B藥物處理組（n=10,平均表達(dá)量=4.8,標(biāo)準(zhǔn)差=0.9）中某個(gè)基因的表達(dá)量。假設(shè)兩組數(shù)據(jù)近似服從正態(tài)分布且方差相等。請(qǐng)計(jì)算該基因在兩組間表達(dá)量的均值差的標(biāo)準(zhǔn)誤，并說(shuō)明計(jì)算均值差標(biāo)準(zhǔn)誤的基本思路。2.假設(shè)一項(xiàng)GWAS研究檢測(cè)到一個(gè)SNP位點(diǎn)，在病例組（n=200）中，純合子突變型（AA）頻率為10%，雜合子（AB）頻率為80%，純合子野生型（BB）頻率為10%；在對(duì)照組（n=200）中，純合子突變型（AA）頻率為5%，雜合子（AB）頻率為85%，純合子野生型（BB）頻率為10%。請(qǐng)簡(jiǎn)述如何使用卡方檢驗(yàn)來(lái)評(píng)估該SNP位點(diǎn)與疾病是否存在關(guān)聯(lián)，并說(shuō)明需要構(gòu)建怎樣的列聯(lián)表。五、分析題（每題9分，共18分）1.假設(shè)你正在研究一種新藥對(duì)基因表達(dá)的影響。你設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：選取一批同源細(xì)胞分為三組，對(duì)照組（不處理）、低劑量組（處理濃度為10μM）和高劑量組（處理濃度為100μM）。處理48小時(shí)后，提取RNA并使用RNA-Seq技術(shù)測(cè)量了5000個(gè)基因的表達(dá)量。請(qǐng)問(wèn)在進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析時(shí)，你會(huì)優(yōu)先考慮使用哪些統(tǒng)計(jì)方法來(lái)比較三組間的基因表達(dá)差異？為什么？并簡(jiǎn)述分析的基本流程。2.在一項(xiàng)研究中，研究人員收集了100個(gè)樣本的基因表達(dá)數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的臨床表型（如疾病分期）。研究者希望探索哪些基因的表達(dá)水平與疾病分期顯著相關(guān)。請(qǐng)描述一個(gè)可能的統(tǒng)計(jì)分析策略，包括需要使用的主要統(tǒng)計(jì)方法以及分析步驟。試卷答案一、選擇題1.C2.D3.C4.D5.B6.D7.C8.B9.B10.C二、填空題1.FDR2.變異系數(shù)（CV）3.卡方（Chi-square）4.表型，協(xié)變量5.零膨脹（Zero-inflated）6.Wilcoxon秩和檢驗(yàn)7.基因表達(dá)水平（或相對(duì)表達(dá)量）8.加性（Additive）9.基因表達(dá)變化顯著性與方向10.疾病狀態(tài)（或臨床結(jié)局）三、簡(jiǎn)答題1.①考慮數(shù)據(jù)的分布特征（正態(tài)性、方差齊性）；②考慮樣本量大??；③考慮檢驗(yàn)的目的（如精確檢驗(yàn)效應(yīng)大?。虎芸紤]數(shù)據(jù)類型（連續(xù)變量、分類變量）；⑤考慮多重比較校正的需求。2.多重比較問(wèn)題是指在同時(shí)進(jìn)行多個(gè)假設(shè)檢驗(yàn)時(shí)，犯第一類錯(cuò)誤（錯(cuò)誤拒絕原假設(shè)）的總概率會(huì)增大。常用方法有Bonferroni校正（簡(jiǎn)單但保守）、Holm校正、Benjamini-Hochberg方法（FDR）。3.非參數(shù)方法不需要對(duì)數(shù)據(jù)分布做嚴(yán)格假設(shè)，適用性更廣，尤其適用于小樣本、非正態(tài)分布或存在異常值的數(shù)據(jù)。例如，Wilcoxon檢驗(yàn)用于比較兩個(gè)獨(dú)立樣本的中位數(shù)差異。4.除了均值和標(biāo)準(zhǔn)差，還應(yīng)關(guān)注分布形狀（是否對(duì)稱）、最小值和最大值、缺失值情況、以及數(shù)據(jù)中是否存在離群點(diǎn)等。四、計(jì)算題1.均值差的標(biāo)準(zhǔn)誤(SE_diff)=sqrt(SD_A^2/n_A+SD_B^2/n_B)=sqrt(0.8^2/10+0.9^2/10)=sqrt(0.064/10+0.81/10)=sqrt(0.0064+0.081)=sqrt(0.0874)≈0.2957。基本思路是分別計(jì)算兩組標(biāo)準(zhǔn)差方差的加權(quán)平均，再開方得到均值差的標(biāo)準(zhǔn)誤。2.需要構(gòu)建一個(gè)2x3的列聯(lián)表（行：SNP基因型AA,AB,BB；列：疾病狀態(tài)病例組,對(duì)照組）。計(jì)算每個(gè)單元格的期望頻數(shù)（基于行總和與列總和的乘積除以總樣本量），然后計(jì)算卡方統(tǒng)計(jì)量χ2=Σ((觀察頻數(shù)-期望頻數(shù))^2/期望頻數(shù))，比較χ2值與自由度為(行數(shù)-1)×(列數(shù)-1)=2的卡方分布臨界值。五、分析題1.優(yōu)先考慮使用單因素方差分析（ANOVA）。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)設(shè)置了三個(gè)獨(dú)立組（對(duì)照組、低劑量、高劑量），目的是比較一個(gè)因素（藥物濃度）不同水平下多個(gè)組（三個(gè)）的均值是否存在差異。流程：①進(jìn)行ANOVA檢驗(yàn)，看總變異是否由組間差異引起；②若ANOVA顯著，進(jìn)行多重比較（如TukeyHSD或Dunnett檢驗(yàn)）確定哪些組間存在顯著差異。2