2025年大學《生物統(tǒng)計學》專業(yè)題庫——統(tǒng)計學在神經生物學研究中的應用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.在神經生物學實驗中，研究者想要比較兩種不同藥物對某種神經遞質釋放量的影響，應選擇的統(tǒng)計方法最可能是？A.配對樣本t檢驗B.獨立樣本t檢驗C.單因素方差分析D.卡方檢驗2.某研究測量了不同年齡組大鼠的學習能力，并將數據進行了正態(tài)性檢驗。結果顯示數據不符合正態(tài)分布，應選擇的統(tǒng)計方法最可能是？A.獨立樣本t檢驗B.配對樣本t檢驗C.曼-惠特尼U檢驗D.克朗巴赫系數3.在神經影像學研究中，研究者想要分析腦部不同區(qū)域之間的功能連接強度，應選擇的統(tǒng)計方法最可能是？A.皮爾遜相關系數B.斯皮爾曼秩相關系數C.線性回歸分析D.聚類分析4.設想一項研究，記錄了同一組受試者在接受不同刺激條件下神經電信號的發(fā)放頻率。若要分析不同刺激條件下神經電信號發(fā)放頻率的均值差異，且滿足方差齊性，應選擇的統(tǒng)計方法最可能是？A.配對樣本t檢驗B.獨立樣本t檢驗C.單因素方差分析D.卡方檢驗5.在描述一組神經元的膜電位數據時，最常用的描述性統(tǒng)計量是？A.標準差B.變異系數C.中位數D.四分位距6.假設一項研究想要檢驗某種基因敲除對小鼠神經元存活率的影響，實驗數據為生存時間，且數據不符合正態(tài)分布，應選擇的統(tǒng)計方法最可能是？A.獨立樣本t檢驗B.曼-惠特尼U檢驗C.卡方檢驗D.線性回歸分析7.在進行回歸分析時，衡量回歸模型擬合優(yōu)度的指標是？A.F統(tǒng)計量B.t統(tǒng)計量C.R方D.標準誤差8.假設一項研究想要分析兩個連續(xù)變量之間的關系，且其中一個變量可能存在異常值，應選擇的統(tǒng)計方法最可能是？A.皮爾遜相關系數B.斯皮爾曼秩相關系數C.線性回歸分析D.聚類分析9.在設計一項神經生物學實驗時，控制無關變量的目的是？A.減少實驗誤差B.增加實驗結果的可重復性C.提高實驗的統(tǒng)計功效D.以上都是10.假設一項研究想要分析不同性別大鼠在空間學習任務中的表現差異，應選擇的統(tǒng)計方法最可能是？A.配對樣本t檢驗B.獨立樣本t檢驗C.單因素方差分析D.卡方檢驗二、填空題1.假設一項研究比較了兩種不同刺激條件下神經元的放電頻率，得到p值為0.03。根據常用的顯著性水平標準，可以認為兩種刺激條件下神經元的放電頻率存在_______差異。2.在進行假設檢驗時，第一類錯誤的概率用_______表示。3.樣本均數的標準誤是用來衡量_______的統(tǒng)計量。4.在方差分析中，F統(tǒng)計量是用來檢驗_______的統(tǒng)計量。5.相關系數的取值范圍在_______和_______之間。6.假設一項研究想要分析某種藥物劑量與神經元存活率之間的關系，應選擇的統(tǒng)計方法最可能是_______。7.在進行生存分析時，常用的統(tǒng)計量包括中位數生存時間和_______。8.回歸分析中，自變量也稱為_______變量或預測變量。9.假設一項研究想要分析不同處理組大鼠體重增加量的差異，且有三組數據，應選擇的統(tǒng)計方法最可能是_______。10.在神經生物學研究中，常用的非參數檢驗方法包括_______檢驗和_______檢驗。三、計算題1.某研究測量了10只雄性大鼠在接受了某種藥物處理后，其學習速度（單位：每次試驗成功所需的嘗試次數）的數據如下：8,7,9,6,8,7,9,5,8,7。假設數據服從正態(tài)分布，請計算該組數據的均值、標準差和標準誤。2.某研究想要比較兩組大鼠在某種行為測試中的得分差異，第一組（n=10）的得分為：85,88,90,87,86,89,90,88,87,86；第二組（n=10）的得分為：80,82,78,79,81,83,80,82,81,80。假設兩組數據均服從正態(tài)分布且方差齊性，請進行獨立樣本t檢驗，分析兩組大鼠在行為測試中的得分是否存在顯著差異(α=0.05)。3.某研究記錄了15只大鼠在兩種不同環(huán)境下的探索行為得分，數據如下：環(huán)境A：80,85,90,78,82,88,90,85,82,80,78,85,88,82,80；環(huán)境B：75,80,78,82,77,79,81,76,80,78,77,82,79,81,80。請進行單因素方差分析，分析兩種環(huán)境下大鼠的探索行為得分是否存在顯著差異(α=0.05)。四、簡答題1.簡述假設檢驗的基本步驟。2.簡述相關系數和回歸分析的區(qū)別與聯系。五、論述題結合具體的神經生物學研究例子，論述如何選擇合適的統(tǒng)計方法進行數據分析，并說明選擇該統(tǒng)計方法的原因。試卷答案一、選擇題1.B2.C3.A4.C5.C6.B7.C8.B9.D10.B二、填空題1.顯著2.α(或水平)3.樣本均數的抽樣誤差4.組間均值差異5.-1,16.線性回歸分析7.生存率曲線8.自變量9.單因素方差分析10.曼-惠特尼U檢驗，克魯斯卡爾-沃利斯檢驗三、計算題1.均值=(8+7+9+6+8+7+9+5+8+7)/10=77/10=7.7標準差=sqrt(((8-7.7)^2+(7-7.7)^2+(9-7.7)^2+(6-7.7)^2+(8-7.7)^2+(7-7.7)^2+(9-7.7)^2+(5-7.7)^2+(8-7.7)^2+(7-7.7)^2)/10)=sqrt((0.03+0.49+1.96+2.89+0.03+0.49+1.96+6.25+0.03+0.49)/10)=sqrt(13.13/10)=sqrt(1.313)≈1.145標準誤=標準差/sqrt(n)=1.145/sqrt(10)≈1.145/3.162≈0.3622.假設檢驗步驟：-提出零假設H0和備擇假設H1。-選擇顯著性水平α。-計算t統(tǒng)計量。-確定臨界值或計算p值。-做出統(tǒng)計決策。第一組均值=85+88+90+87+86+89+90+88+87+86)/10=861/10=86.1第一組標準差=sqrt(((85-86.1)^2+(88-86.1)^2+(90-86.1)^2+(87-86.1)^2+(86-86.1)^2+(89-86.1)^2+(90-86.1)^2+(88-86.1)^2+(87-86.1)^2+(86-86.1)^2)/10)=sqrt((-1.1)^2+(1.9)^2+(3.9)^2+(0.9)^2+(-0.1)^2+(2.9)^2+(3.9)^2+(1.9)^2+(0.9)^2+(-0.1)^2)/10)=sqrt(1.21+3.61+15.21+0.81+0.01+8.41+15.21+3.61+0.81+0.01)/10)=sqrt(48.89/10)=sqrt(4.889)≈2.211第一組標準誤=2.211/sqrt(10)≈2.211/3.162≈0.700第二組均值=80+82+78+79+81+83+80+82+81+80)/10=810/10=81.0第二組標準差=sqrt(((80-81.0)^2+(82-81.0)^2+(78-81.0)^2+(79-81.0)^2+(81-81.0)^2+(83-81.0)^2+(80-81.0)^2+(82-81.0)^2+(81-81.0)^2+(80-81.0)^2)/10)=sqrt((-1.0)^2+(1.0)^2+(-3.0)^2+(-2.0)^2+(0.0)^2+(2.0)^2+(-1.0)^2+(1.0)^2+(0.0)^2+(-1.0)^2)/10)=sqrt(1.00+1.00+9.00+4.00+0.00+4.00+1.00+1.00+0.00+1.00)/10)=sqrt(22.00/10)=sqrt(2.200)≈1.483第二組標準誤=1.483/sqrt(10)≈1.483/3.162≈0.470合并方差=((n1-1)*s1^2+(n2-1)*s2^2)/(n1+n2-2)=((10-1)*2.211^2+(10-1)*1.483^2)/(10+10-2)=(9*4.888+9*2.200)/18=(44.092+19.800)/18=63.892/18≈3.555t=(mean1-mean2)/sqrt(variance*(1/n1+1/n2))=(86.1-81.0)/sqrt(3.555*(1/10+1/10))=5.1/sqrt(3.555*0.2)=5.1/sqrt(0.711)=5.1/0.843≈6.038df=n1+n2-2=10+10-2=18查t表，t(0.025,18)=2.101由于|t|=6.038>2.101，拒絕H0，接受H1。p<0.05，兩組大鼠在行為測試中的得分存在顯著差異。3.H0：兩種環(huán)境下大鼠的探索行為得分無顯著差異。H1：兩種環(huán)境下大鼠的探索行為得分有顯著差異。df=k-1=2-1=1F=MS_between/MS_withinMS_between=sum((mean_group_i*n_i-sum_all)^2)/(k-1)=((80+85+90+78+82+88+90+85+82+80+78+85+88+82+80)/15*15-1282.5)^2/1=(86*15-1282.5)^2/1=(1290-1282.5)^2/1=7.5^2/1=56.25MS_within=sum(sum(xij-mean_group_i)^2)/(N-k)=((80^2-80^2)+(85^2-80.2^2)+...+(80^2-85.2^2))/(30-2)=(0+42.84+202.25+50.24+3.24+70.56+202.25+42.84+3.24+0+50.24+42.84+70.56+3.24+0)/28=732.8/28≈26.154F=56.25/26.154≈2.158查F表，F(1,28,0.05)=4.20由于F=2.158<4.20，不能拒絕H0。p>0.05，兩種環(huán)境下大鼠的探索行為得分無顯著差異。四、簡答題1.假設檢驗的基本步驟：-提出零假設H0和備擇假設H1。-選擇顯著性水平α。-計算檢驗統(tǒng)計量。-確定臨界值或計算p值。-做出統(tǒng)計決策，即接受或拒絕H0。2.相關系數和回歸分析的區(qū)別與聯系：-區(qū)別：-相關系數用于衡量兩個變量之間的線性關系強度和方向，不表示因果關系。-回歸分析用于建立變量之間的函數關系，可以用來預測一個變量的值。-聯系：-相關系數是回歸分析中判斷線性關系是否顯著的一個重要指標。-回歸分析可以用于進一步解釋相關系數所發(fā)現的變量之間的關系。五、論述題例如，一項研究想要分析不同光照強度對大鼠神經元放電頻率的影響。1.選擇合適的統(tǒng)計方法：-如果數據符合正態(tài)分布且方差齊性，可以使用單因素方差分析來比較不同光照強度下神經元放電頻率的均值差異。-如果數據不符合正態(tài)分布或方差不齊，可以使用非參數檢驗方法，如克魯斯卡爾-沃利斯檢驗。2.選擇該統(tǒng)計方法的原因：-單因素方差分析適用于比較多個組別之間的均值差異，可以有效地檢驗不同光照強度對神經元放電頻率的影響是否顯著。-非參數檢驗方法對數據分布的要求較低，適用