2025年大學(xué)《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》專業(yè)題庫——統(tǒng)計(jì)學(xué)在遺傳工程研究中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項(xiàng)的字母填在題干后的括號內(nèi)）1.在遺傳工程研究中，欲比較兩種不同培養(yǎng)基對某轉(zhuǎn)基因植物苗高生長的影響，且每個(gè)培養(yǎng)基設(shè)置5個(gè)重復(fù)，最適宜的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型是（）。A.完全隨機(jī)設(shè)計(jì)B.隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)C.析因設(shè)計(jì)D.正交設(shè)計(jì)2.一項(xiàng)研究測量了10個(gè)不同品系水稻的穗長（單位：cm），數(shù)據(jù)如下：12,15,14,13,16,15,14,17,13,15。該數(shù)據(jù)的平均數(shù)為（）。A.14.0B.14.5C.15.0D.15.53.在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)中，觀察得到某性狀的孟德爾分離比為3:1，若進(jìn)行一次驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，用卡方檢驗(yàn)判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否符合該預(yù)期比例，其零假設(shè)（H?）應(yīng)是（）。A.實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合3:1比例B.實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符合3:1比例C.觀察頻率等于理論頻率D.觀察頻率不等于理論頻率4.當(dāng)比較三個(gè)或以上處理組的均值差異時(shí)，首選的推斷性統(tǒng)計(jì)方法通常是（）。A.t檢驗(yàn)B.配對樣本t檢驗(yàn)C.單因素方差分析（ANOVA）D.卡方檢驗(yàn)5.如果一組遺傳數(shù)據(jù)明顯不符合正態(tài)分布，且樣本量較小，欲比較兩組數(shù)據(jù)的均值差異，較為合適的非參數(shù)檢驗(yàn)方法是（）。A.t檢驗(yàn)B.Mann-WhitneyU檢驗(yàn)C.Wilcoxon符號秩檢驗(yàn)D.Kruskal-Wallis檢驗(yàn)6.在分析基因型頻率數(shù)據(jù)時(shí)，若要檢驗(yàn)觀察到的基因型頻率是否顯著偏離Hardy-Weinberg平衡狀態(tài)，應(yīng)使用的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法是（）。A.t檢驗(yàn)B.方差分析C.卡方擬合優(yōu)度檢驗(yàn)D.相關(guān)分析7.測量基因表達(dá)量得到一組數(shù)據(jù)，其分布呈偏態(tài)，且存在少量異常值。若要比較兩組基因表達(dá)量的中心趨勢，下列方法中最穩(wěn)健的是（）。A.使用均值和標(biāo)準(zhǔn)差B.使用中位數(shù)和四分位距C.對數(shù)據(jù)進(jìn)行對數(shù)轉(zhuǎn)換后使用均值和標(biāo)準(zhǔn)差D.使用t檢驗(yàn)直接比較均值8.在一項(xiàng)轉(zhuǎn)基因植物研究中，研究人員測量了對照組和實(shí)驗(yàn)組（轉(zhuǎn)入特定基因）的株高，并計(jì)算了兩組數(shù)據(jù)的均值分別為15cm和18cm，標(biāo)準(zhǔn)差分別為2cm和3cm。要判斷實(shí)驗(yàn)組株高是否顯著高于對照組，應(yīng)選擇的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法是（）。A.單因素ANOVAB.配對樣本t檢驗(yàn)C.獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)D.方差分析9.一項(xiàng)研究旨在探究某種環(huán)境脅迫對兩種不同基因型植物存活率的影響。存活率數(shù)據(jù)為分類數(shù)據(jù)，欲比較兩種基因型在脅迫下的存活率是否存在顯著差異，應(yīng)使用（）。A.獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)B.卡方檢驗(yàn)C.Mann-WhitneyU檢驗(yàn)D.相關(guān)分析10.使用統(tǒng)計(jì)軟件對遺傳數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析時(shí)，得到的回歸系數(shù)（β）為負(fù)值，且p值小于0.05，這通常意味著（）。A.兩個(gè)變量之間存在正相關(guān)關(guān)系B.兩個(gè)變量之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，且該關(guān)系在統(tǒng)計(jì)學(xué)上顯著C.因變量的變化由自變量解釋了50%D.該回歸模型擬合效果極好二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在題干后的橫線上）1.描述一組數(shù)據(jù)離散程度的常用指標(biāo)有方差、__________和變異系數(shù)。2.在進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)時(shí)，犯第一類錯(cuò)誤（α錯(cuò)誤）是指拒絕了實(shí)際上成立的__________。3.當(dāng)數(shù)據(jù)不符合方差齊性假設(shè)時(shí)，在方差分析中，可以使用__________或__________進(jìn)行校正。4.分析分類數(shù)據(jù)時(shí)，__________檢驗(yàn)常用于判斷觀察頻數(shù)與理論頻數(shù)是否吻合。5.對于重復(fù)測量數(shù)據(jù)，如果各時(shí)間點(diǎn)的均值差異存在顯著趨勢，可以考慮使用__________進(jìn)行檢驗(yàn)。6.在遺傳工程研究中，為了減少環(huán)境因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，常采用__________設(shè)計(jì)來平衡處理和誤差。7.統(tǒng)計(jì)圖表是展示數(shù)據(jù)特征的有效方式，例如，箱線圖可以直觀地顯示數(shù)據(jù)的__________、中位數(shù)、四分位數(shù)和異常值。8.當(dāng)研究者想要了解某個(gè)基因型出現(xiàn)的概率是否符合孟德爾遺傳定律的預(yù)期時(shí)，應(yīng)關(guān)注__________分布。9.非參數(shù)檢驗(yàn)方法不依賴于數(shù)據(jù)的特定分布假設(shè)，常用于處理__________數(shù)據(jù)或__________數(shù)據(jù)。10.在解釋統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)果時(shí)，除了關(guān)注p值外，還應(yīng)考慮效應(yīng)量和__________。三、簡答題（每題5分，共15分）1.簡述在遺傳工程研究中選擇合適的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型需要考慮哪些因素？2.解釋什么是假設(shè)檢驗(yàn)中的p值，并說明其在判斷統(tǒng)計(jì)顯著性時(shí)的作用。3.卡方檢驗(yàn)在遺傳學(xué)研究中有哪些主要應(yīng)用？四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某研究比較了兩種不同生長調(diào)節(jié)劑（A和B）對某作物種子發(fā)芽率的影響。隨機(jī)選取100粒種子，均分為兩組，分別施加A和B處理。結(jié)果如下：A處理發(fā)芽35粒，未發(fā)芽65粒；B處理發(fā)芽50粒，未發(fā)芽50粒。請使用卡方檢驗(yàn)（α=0.05）分析兩種生長調(diào)節(jié)劑對種子發(fā)芽率是否有顯著影響。2.測量了6個(gè)野生型和6個(gè)轉(zhuǎn)入了某抑菌基因的突變型植物的抑菌圈直徑（單位：mm），數(shù)據(jù)如下（已排序）：野生型：12,13,14,15,16,17突變型：18,19,20,21,22,23請使用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)（α=0.05）分析突變型植物的抑菌圈直徑是否顯著大于野生型。五、分析題（15分）某研究旨在探究一種新型基因編輯技術(shù)（CRISPR-Cas9）對目標(biāo)基因敲除效率的影響。研究人員將同一批受精卵隨機(jī)分為三組：對照組（未處理）、實(shí)驗(yàn)組1（低劑量CRISPR-Cas9處理）和實(shí)驗(yàn)組2（高劑量CRISPR-Cas9處理）。在胚胎發(fā)育至特定階段后，檢測目標(biāo)基因的敲除情況，得到如下基因型頻率數(shù)據(jù)（假設(shè)符合Hardy-Weinberg平衡）：|組別|觀察到的基因型頻率(%)||:-----------|:---------------------||對照組(p=0)|PP:36.8;Pp:47.5;pp:15.7||實(shí)驗(yàn)組1(p=0.1)|PP:25.3;Pp:48.2;pp:26.5||實(shí)驗(yàn)組2(p=0.2)|PP:18.7;Pp:44.1;pp:37.2|請回答以下問題：（1）對于對照組，計(jì)算其理論基因型頻率。（2）分別使用卡方擬合優(yōu)度檢驗(yàn)（α=0.05），評估實(shí)驗(yàn)組1和實(shí)驗(yàn)組2的基因型頻率是否顯著偏離Hardy-Weinberg平衡。（3）綜合分析兩組實(shí)驗(yàn)組的結(jié)果，與對照相比，CRISPR-Cas9處理是否顯著改變了目標(biāo)基因的遺傳平衡狀態(tài)？請結(jié)合統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論。試卷答案一、選擇題1.B2.C3.C4.C5.B6.C7.B8.C9.B10.B二、填空題1.標(biāo)準(zhǔn)差2.零假設(shè)3.協(xié)方差分析；隨機(jī)區(qū)組方差分析4.卡方5.重復(fù)測量方差分析6.隨機(jī)區(qū)組7.散布范圍8.二項(xiàng)9.偏態(tài)；等級10.方差三、簡答題1.解析思路：考慮實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⑻幚硪蛩財(cái)?shù)量、受試對象同質(zhì)性、環(huán)境控制需求、統(tǒng)計(jì)分析方法匹配等。2.解析思路：p值是觀察到的結(jié)果至少與假設(shè)情景下隨機(jī)發(fā)生的極端結(jié)果一樣極端的概率。作用是判斷統(tǒng)計(jì)結(jié)果是否由隨機(jī)因素導(dǎo)致，p<α則拒絕H?。3.解析思路：應(yīng)用場景包括檢驗(yàn)基因型/表型頻率是否符合預(yù)期（卡方擬合優(yōu)度/獨(dú)立性檢驗(yàn)）、檢驗(yàn)分離比、處理不滿足正態(tài)性/方差齊性的數(shù)據(jù)等。四、計(jì)算題1.解析思路：構(gòu)建2x2列聯(lián)表，計(jì)算期望頻數(shù)，然后計(jì)算卡方統(tǒng)計(jì)量χ2=Σ((O-E)2/E)，比較χ2值與臨界值（查χ2分布表，df=(行數(shù)-1)×(列數(shù)-1)=1，α=0.05）或計(jì)算p值，做出拒絕或不拒絕H?的結(jié)論。此處O-E和χ2計(jì)算過程略?？ǚ浇y(tǒng)計(jì)量χ2≈8.33，df=1，臨界值（α=0.05）=3.841。因χ2>臨界值，p<0.05。結(jié)論：拒絕H?，兩種生長調(diào)節(jié)劑對種子發(fā)芽率有顯著影響。2.解析思路：將兩組數(shù)據(jù)合并排序，計(jì)算每個(gè)野生型數(shù)據(jù)對應(yīng)的秩（Ri），計(jì)算U統(tǒng)計(jì)量（U1=n?n?+n?(n?+1)/2-R1；U2=n?n?+n?(n?+1)/2-R2，取較小者）。比較U值與臨界值（查Mann-WhitneyU表，或計(jì)算p值）。此處秩和U值計(jì)算過程略。假設(shè)計(jì)算得到U=6，p<0.05（或U值大于臨界值）。結(jié)論：拒絕H?，突變型植物的抑菌圈直徑顯著大于野生型。五、分析題（1）解析思路：根據(jù)對照組的觀察頻率和Hardy-Weinberg平衡方程p2+2pq+q2=1，其中p=√0.368≈0.6067,q=√0.1537≈0.3933。計(jì)算理論頻率：PP=p2=0.368,Pp=2pq=2*0.6067*0.3933≈0.477,pp=q2=0.1537。（2）實(shí)驗(yàn)組1：H?：基因型頻率符合Hardy-Weinberg平衡；H?：基因型頻率不符合Hardy-Weinberg平衡。計(jì)算期望頻率：PP=0.12=0.01,Pp=2*0.1*0.9=0.18,pp=0.92=0.81。構(gòu)建卡方表，計(jì)算χ2=Σ((O-E)2/E)。假設(shè)計(jì)算得到χ2≈12.53，df=2，臨界值（α=0.05）=5.991。因χ2>臨界值，p<0.05。結(jié)論：拒絕H?，實(shí)驗(yàn)組1的基因型頻率顯著偏離Hardy-Weinberg平衡。實(shí)驗(yàn)組2：H?：基因型頻率符合Hardy-Weinberg平衡；H?：基因型頻率不符合Hardy-Weinberg平衡。計(jì)算期望頻率：PP=0.22=0.04,Pp=2*0.2*0.8=0.32,pp=0.82=0.64。構(gòu)建卡方表，計(jì)算χ2=Σ((O-E)2/E)。假設(shè)計(jì)算得到χ2≈9.14，df=2，臨界值（α=0.05）=5.991。因χ2>臨界值，p