2025年大學(xué)《統(tǒng)計(jì)學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——生物統(tǒng)計(jì)學(xué)中的藥效學(xué)分析方法考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題3分，共30分）1.在藥效學(xué)研究中，為了消除個(gè)體差異對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，最常采用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法是（）。A.完全隨機(jī)設(shè)計(jì)B.配對(duì)設(shè)計(jì)C.隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)D.交叉設(shè)計(jì)2.對(duì)于一組呈正態(tài)分布的藥效學(xué)數(shù)據(jù)，當(dāng)要比較兩組藥物的平均效應(yīng)差異時(shí)，若兩組方差相等且樣本量較小，應(yīng)首選的檢驗(yàn)方法是（）。A.Z檢驗(yàn)B.t檢驗(yàn)（獨(dú)立樣本）C.t檢驗(yàn)（配對(duì)樣本）D.方差分析3.在藥效學(xué)實(shí)驗(yàn)中，若效應(yīng)變量（如存活率）不連續(xù)且欲比較兩組藥物的療效比例，應(yīng)選擇的統(tǒng)計(jì)方法主要是（）。A.均值比較的t檢驗(yàn)B.方差分析C.率的比較（如卡方檢驗(yàn)）D.相關(guān)分析4.藥物劑量與效應(yīng)之間呈線性關(guān)系時(shí)，描述兩者相關(guān)程度的統(tǒng)計(jì)量是（）。A.方差B.標(biāo)準(zhǔn)差C.相關(guān)系數(shù)D.回歸系數(shù)5.建立藥效回歸模型后，求得ED50（半數(shù)有效量）的95%置信區(qū)間，其主要反映了（）。A.該ED50值的測(cè)量精度B.不同劑量下效應(yīng)的變異程度C.模型對(duì)總體參數(shù)估計(jì)的可靠性D.療效的顯著性水平6.進(jìn)行單因素方差分析（ANOVA）時(shí)，若檢驗(yàn)結(jié)果顯著，但后續(xù)多重比較發(fā)現(xiàn)所有組間差異均不顯著，可能的原因是（）。A.實(shí)驗(yàn)效應(yīng)真實(shí)存在，但效應(yīng)量太小B.違反了ANOVA的方差齊性假設(shè)C.樣本量過小，導(dǎo)致檢驗(yàn)效能不足D.存在嚴(yán)重的實(shí)驗(yàn)誤差7.在藥效學(xué)研究中使用協(xié)方差分析（ANCOVA）的主要目的是（）。A.提高方差分析的準(zhǔn)確性B.比較不同處理組的均數(shù)差異C.控制一個(gè)或多個(gè)連續(xù)型混雜變量對(duì)結(jié)果的影響D.建立劑量與效應(yīng)的回歸關(guān)系8.當(dāng)藥效學(xué)數(shù)據(jù)不服從正態(tài)分布，且存在明顯的離群值時(shí)，比較兩組均值差異的穩(wěn)健方法可能不包括（）。A.Wilcoxon秩和檢驗(yàn)B.Mann-WhitneyU檢驗(yàn)C.參數(shù)t檢驗(yàn)D.經(jīng)變換后的t檢驗(yàn)9.在解釋藥效學(xué)實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果時(shí)，僅僅報(bào)告P<0.05就認(rèn)為治療有效是不全面的，還需要考慮（）。A.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的隨機(jī)性B.檢驗(yàn)的功效（Power）C.效應(yīng)的大?。‥ffectSize）D.參與者的性別分布10.下列哪種統(tǒng)計(jì)圖最適合用于展示一組藥效學(xué)數(shù)據(jù)（如某藥物劑量組）的分布形態(tài)和集中趨勢(shì)？（）A.散點(diǎn)圖B.餅圖C.箱線圖D.柱狀圖二、填空題（每空2分，共20分）1.設(shè)計(jì)藥效學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，除了隨機(jī)和對(duì)照原則外，重復(fù)原則是保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果__________的基礎(chǔ)。2.假設(shè)檢驗(yàn)中，犯第一類錯(cuò)誤（α）是指拒絕了實(shí)際上成立的__________假設(shè)。3.對(duì)于兩組獨(dú)立樣本均數(shù)的比較，若方差不等，應(yīng)使用__________進(jìn)行檢驗(yàn)。4.藥效回歸分析中，回歸系數(shù)的符號(hào)反映了藥物劑量與效應(yīng)之間關(guān)系的__________。5.在進(jìn)行多重比較時(shí)，為了控制整體錯(cuò)誤率，常用的方法有__________和__________等。6.若藥效學(xué)研究的效應(yīng)變量是連續(xù)型變量，而處理因素是分類變量，通常采用__________來分析處理因素的主效應(yīng)。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共15分）1.簡(jiǎn)述隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)與完全隨機(jī)設(shè)計(jì)的區(qū)別，并說明在藥效學(xué)研究中使用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)。2.解釋什么是假設(shè)檢驗(yàn)的I類錯(cuò)誤和II類錯(cuò)誤，并說明如何控制這兩種錯(cuò)誤。3.在藥效學(xué)研究中，為什么有時(shí)需要對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行變換？常見的變換類型有哪些？四、計(jì)算與分析題（每題10分，共20分）1.某研究比較A、B兩種藥物對(duì)某疾病的療效，選取20只實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，隨機(jī)分為兩組，每組10只。給藥后，記錄療效評(píng)分（越高越好），數(shù)據(jù)如下：A組：78,82,79,80,81,83,76,77,84,80；B組：72,74,76,73,75,77,71,74,72,73。假設(shè)兩組數(shù)據(jù)均服從正態(tài)分布且方差相等，試進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)，判斷兩種藥物的療效是否存在顯著差異。（請(qǐng)寫出檢驗(yàn)步驟和關(guān)鍵結(jié)論）2.某研究測(cè)定了不同劑量的某藥物對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物產(chǎn)生特定效應(yīng)的動(dòng)物數(shù)，數(shù)據(jù)如下：劑量（mg/kg）：10,20,40,80；產(chǎn)生效應(yīng)的動(dòng)物數(shù)：18,35,60,75；未產(chǎn)生效應(yīng)的動(dòng)物數(shù)：2,5,10,25。試計(jì)算該藥物的粗略半數(shù)有效量（ED50）及其95%置信區(qū)間。（提示：可使用概率-劑量反應(yīng)曲線法或軟件計(jì)算）五、論述題（15分）結(jié)合你所學(xué)的藥效學(xué)分析方法，論述在藥效學(xué)研究設(shè)計(jì)階段應(yīng)考慮哪些因素？如何選擇合適的統(tǒng)計(jì)分析方法來處理和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？請(qǐng)結(jié)合實(shí)例說明。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.C4.C5.C6.C7.C8.C9.C10.C二、填空題1.可靠性2.真實(shí)（或零）3.t檢驗(yàn)（Welch檢驗(yàn)）4.方向（或正負(fù)）5.Bonferroni校正；TukeyHSD檢驗(yàn)6.方差分析（ANOVA）三、簡(jiǎn)答題1.答：隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)是將實(shí)驗(yàn)單元（如動(dòng)物）按某種已知或未知的特征（區(qū)組因素）劃分成若干組（區(qū)組），再在每個(gè)區(qū)組內(nèi)隨機(jī)分配處理因素水平。完全隨機(jī)設(shè)計(jì)則是將所有實(shí)驗(yàn)單元直接隨機(jī)分配到各處理組。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)在于，它控制了區(qū)組因素帶來的變異，提高了處理組間比較的統(tǒng)計(jì)效能和結(jié)果的準(zhǔn)確性，特別適用于實(shí)驗(yàn)單元間存在個(gè)體差異的情況。2.答：假設(shè)檢驗(yàn)的I類錯(cuò)誤（α）是指原假設(shè)H0實(shí)際上是真實(shí)的，但拒絕了H0。II類錯(cuò)誤（β）是指原假設(shè)H0實(shí)際上是錯(cuò)誤的（即備擇假設(shè)H1真實(shí)），但未能拒絕H0。控制I類錯(cuò)誤主要通過調(diào)整顯著性水平α（通常設(shè)為0.05），控制II類錯(cuò)誤主要通過增大樣本量、提高檢驗(yàn)效能（Power=1-β），或選擇更靈敏的檢驗(yàn)方法。兩者往往相互制約，減小α可能導(dǎo)致β增大，反之亦然。3.答：對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行變換通常是為了滿足統(tǒng)計(jì)分析方法的要求，如正態(tài)性、方差齊性等假設(shè)。常見的變換類型有對(duì)數(shù)變換（Logtransformation）、平方根變換（Squareroottransformation）、倒數(shù)變換（Reciprocaltransformation）等。例如，當(dāng)數(shù)據(jù)右偏且方差隨均值增大時(shí)，常用對(duì)數(shù)變換。四、計(jì)算與分析題1.答：1.建立假設(shè)：H0：A、B兩種藥物療效無顯著差異（μA=μB）；H1：A、B兩種藥物療效有顯著差異（μA≠μB）。2.計(jì)算統(tǒng)計(jì)量：首先計(jì)算兩組均值和合并標(biāo)準(zhǔn)差。A組均數(shù)=(78+82+...+80)/10=80.0B組均數(shù)=(72+74+...+73)/10=74.0合并方差S_p^2=[(9*80.0^2+9*74.0^2)-(10*80.0+10*74.0)^2/18]/(10+10-2)=18.444合并標(biāo)準(zhǔn)差S_p=√18.444=4.296t統(tǒng)計(jì)量=(80.0-74.0)/[S_p*√(1/10+1/10)]=6.0/(4.296*√0.2)=6.0/3.478=1.7223.確定P值：自由度df=10+10-2=18。查t分布表，t(18,0.025)≈2.101。由于|t|=1.722<2.101，P>0.05。4.做出結(jié)論：在α=0.05水平上，沒有足夠的證據(jù)拒絕H0?？烧J(rèn)為兩種藥物的療效無顯著差異。（注：若使用Welch檢驗(yàn)，結(jié)果可能不同，但若方差齊性假設(shè)成立，t檢驗(yàn)是合適的）2.答：1.計(jì)算總動(dòng)物數(shù)N=18+35+60+75+2+5+10+25=1802.計(jì)算各劑量組的反應(yīng)率P_i=(效應(yīng)動(dòng)物數(shù))/N：P_10=18/180=0.10P_20=35/180=0.194P_40=60/180=0.333P_80=75/180=0.4173.計(jì)算各劑量對(duì)數(shù)log(D_i)：log_10(10)=1.0log_10(20)=1.301log_10(40)=1.602log_10(80)=1.9034.使用概率-劑量對(duì)數(shù)線性回歸模型Y=a+bX，其中Y=-log(P/(1-P))，X=log(D)。計(jì)算回歸系數(shù)b：b≈(Σ(X_i-X?)(Y_i-?))/(Σ(X_i-X?)^2)X?=(1.0+1.301+1.602+1.903)/4=1.403?=(-log(0.10/(1-0.10))+-log(0.194/(1-0.194))+-log(0.333/(1-0.333))+-log(0.417/(1-0.417)))/4?=(-1.0+-1.672+-1.176+-1.013)/4=-4.861/4=-1.215b≈[(-1.0-1.403)(-1.0+1.215)+(-1.301-1.403)(-1.672+1.215)+(-1.602-1.403)(-1.176+1.215)+(-1.903-1.403)(-1.013+1.215)]/[(-1.0-1.403)^2+(-1.301-1.403)^2+(-1.602-1.403)^2+(-1.903-1.403)^2]b≈[(-2.403)(0.215)+(-2.704)(-0.457)+(-3.005)(0.039)+(-3.306)(0.202)]/[(-2.403)^2+(-2.704)^2+(-3.005)^2+(-3.306)^2]b≈[-0.516+1.236-0.117-0.668]/[5.774+7.31+9.03+10.91]b≈0.935/32.014≈0.02925.計(jì)算截距a：a=?-bX?=-1.215-0.0292*1.403≈-1.215-0.0409≈-1.25596.計(jì)算ED50：ED50=10^(-a/b)=10^(-(-1.2559)/0.0292)=10^(43.036)≈22.1mg/kg7.計(jì)算ED50的95%CI（近似方法）：SE(ln(ED50))≈√[Σ(Y_i-Y_i?)^2/(n-2)]/(b*sqrt(N))（此處簡(jiǎn)化，通常用軟件計(jì)算更精確的CI）CIED50≈ED50*exp(±1.96*SE(ln(ED50)))（示例形式）（實(shí)際計(jì)算需更精確值，此處僅展示過程）五、論述題答：在藥效學(xué)研究設(shè)計(jì)階段，應(yīng)綜合考慮以下因素選擇合適的分析方法：1.研究目的：是比較不同藥物/處理組，還是研究劑量-效應(yīng)關(guān)系？是觀察性研究還是干預(yù)性研究？2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：采用何種設(shè)計(jì)（完全隨機(jī)、配對(duì)、區(qū)組、交叉等）？這決定了處理因素和誤差結(jié)構(gòu)的分析方法。3.效應(yīng)變量類型：是連續(xù)型變量（如血壓、體重變化），還是分類變量（如存活/死亡、有效/無效）？或是有序分類變量？4.混雜因素：是否存在需要控制的連續(xù)型或分類混雜變量？5.樣本量：樣本量大小影響檢驗(yàn)效能和統(tǒng)計(jì)方法的選擇（如小樣本可能需使用非參數(shù)法）。6.數(shù)據(jù)分布特征：數(shù)據(jù)是否服從正態(tài)分布？方差是否齊性？根據(jù)上述因素選擇分析方法：*若比較兩組連續(xù)型均值，設(shè)計(jì)為完全隨機(jī)且方差齊，用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；若方差不齊，用Welch檢驗(yàn)或非參數(shù)Mann-WhitneyU檢驗(yàn)。*若比較兩組分類變量比例，用卡方檢驗(yàn)或Z檢驗(yàn)。*若比較多個(gè)組連續(xù)型均值，設(shè)計(jì)為隨機(jī)區(qū)組且方差齊，用單因素方差分析；若方差不齊，用非參數(shù)Kruskal-Wallis檢驗(yàn)。*若研究劑量與連續(xù)型效應(yīng)的線性關(guān)系，用簡(jiǎn)單線性回歸分析。*若研究劑量與分類效