生物统计学课件上南昌大学课件幻灯片

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1、授课人：邹志文 TEL: 13576262344 Email: 南昌大学生命科学与食品工程学院,名人名言,生活中最重要的问题,其中占大多数实际上只是概率的问题。 拉普拉斯 在终极的分析中，一切知识都是历史。 在抽象的意义下，一切科学都是数学。 在理性的世界里，所有的判断都是统计学。 C.R劳 若想了解上帝在想什么，我们就必须学统计，因为统计学就是在量测他的旨意。 南丁格尔,世界上有三种谎言：谎言、该死的谎言和统计 There are three kinds of lies: lies, damned lies and statistics. 马克吐温自传引述十九世纪英国首相狄斯雷利的名句,国

2、家统计局相关官员表示，我国居民消费增长较慢，居民消费支出在GDP中的比重较低。据悉，2008年中国居民消费率(居民消费占GDP的比重)为35.3%，美国为70.1%，印度为54.7%。（09年12月3日新华网） “前三季度中国国内生产总值（GDP）同比增长7.7，其中第三季度增长8.9”、“中国城市化率已达45.68%”、“97%外出农民工已就业”,央视网消息，CTR市场研究公司通过随机抽样，电话调查了2290个收看家庭，结果显示，96.1%的用户收看了今年春晚，其中81.6%认为今年春晚办得好。 而15日的广州日报报道，在某门户网站对今年春晚的满意度调查上，截至今日零时记者截稿前，认为“好”

3、的只占15.2%，不到两成，46.5%的人认为不好。,春晚的满意度每年都有两个版本，央视永远志得意满，神采飞扬，民间许多人并不买账，骂声不绝。京华时报15日报道，央视市场研究公司公布历年的调查结果，近5年来，央视春晚的叫好率逐年走低。其中，2006年叫好率为85.5%，2007年为83.6%，2008年为81.1%，2009年为81.1%。,绪 论 第一节 生物统计的地位意义 第二节 生物统计学发展简史 第三节 生物统计的主要内容 第四节 生物统计的常用术语 第五节 生物统计学教学要求,第一节 生物统计的地位意义,一、生物统计的概念 生物统计学：把概率论和数理统计的科学原理和方法应用于生物科学

4、研究中的数量资料的搜集、整理和分析的科学，是一门应用数学，是现代生物学研究中不可缺少的工具。 数理统计：是以随机现象的数量特征和分布规律为研究对象的一种数学方法。 重要任务就是对客观事物得出本质的和规律性的认识，使人们对所研究的资料作出正确的结论。,第一节 生物统计的地位意义,二、生物统计的地位 生物数学(Biomathematics):以数学方法研究和解决生物学问题，并对生物学有关的数学方法进行理论研究，介于生物学和数学之间的边缘学科。从研究使用的数学方法划分，生物数学可分为生物统计学、生物信息学、生物系统论、生物控制论和生物方程等分支。,第一节 生物统计的地位意义,三、生物统计的作用 1、

5、为科学地整理分析数据提供方法 2、判断试验结果的可靠性 由于存在试验误差，从试验所得的数据资料必须借助于统计分析方法才能获得可靠的结论。 3、确定事物之间的相互关系 科学试验的目的，不仅是研究事物的特征、特性，同时还要研究事物间的相互关系的联系形式。 4、提供试验设计的原则和方法 5、为学习其他课程提供基础,第一节 生物统计的地位意义,四、生物统计的意义 W.Gosset于1908年以“Student”笔名将“t-检验”发表于Biometrika上，文章说：“任何实验可以作为是许多可能在相同条件下作出的实验的总体中的一个个体，一系列的实验则是从这个总体所抽得的一个样品。”,第一节 生物统计的地

6、位意义,21世纪是生命科学的世纪，无疑也为生物统计学的发展与应用拓展了广阔的空间。生物医学期刊杂志社聘请统计学专家为期刊论文把握统计处理的质量，新英格兰医学杂志、柳叶刀等著名的医学期刊还增设了负责处理统计学问题常务编委。,第一节 生物统计的地位意义,生物统计分析软件包的普及将生物统计学从统计学家的书本里解放出来，成为生物学研究者的常用工具。但它也带来了一个严重的弊端对生物统计方法的误用与滥用。如果把整个统计分析过程变成一个黑箱， 那就有可能垃圾进，垃圾出(garbage in, garbage out)。,第一节 生物统计的地位意义,五、生物统计学的特点 Characteristics 1、

7、根据有限数量的样本观察数据来推断和估计事物的总体，是生物统计的基本特点。 2、 用样本来推断总体，要求样本具有一定的含量和代表性。 3、推断有很大的可靠性，但有一定的错误率（如假阳性）。 4、实验设计应该先于生物统计分析的思考!,第一节 生物统计的地位意义,第二节 生物统计学发展简史,最早建立生物统计思想的是A.Quetelet(1796-1874),把统计学应用于解决生物学、医学和社会学中的问题，第一个认识到大量变异数据中蕴涵规律性（近代统计学的重要思想） 最早应用生物统计学的是C.Darwin（1809-1882），进化论的本质是生物统计 遗传学奠基人G.Mendel的豌豆杂交实验结果也证

8、实了生物统计的规律,第二节 生物统计学发展简史,统计学用于生物学的研究，开始于19世纪末，1870年，英国遗传学家，Galton (1822-1911)提出了相关与回归的概念，被公认为生物统计学的创始人。 Galton和他的继承人K.Plarson (1857-1936)于1895年成立了伦敦大学生物统计实验室，提出了 检验方法。 K.Plarson的学生Gosset (1876-1937)在1908年以“student”笔名发表了“t分布和t检验法”创立了小样本检验代替大样本检验的理论和方法。 Fisher于1923年发展了显著性检验及估计理论，提出了F分布和F检验，创立了正交试验设计和方差

9、分析。 1901年英国著名统计学家Pearson创办了生物统计学杂志(Biometrika)，标志着生物数学发展的起点。,第二节 生物统计学发展简史,Neyman (1894-1981)和S.Pearson进行了统计理论的研究工作，提出统计假设检验系统，标志着统计学真正形成。 There are five components to an experiment： Hypothesis（假设） Experimental design（实验设计） Experimental execution（实验实施） Statistical analysis（数据分析） Interpretation（描述）,第

10、二节 生物统计学发展简史,第三节 生物统计的主要内容,统计研究设计 统计描述 统计分析,第三节 生物统计的主要内容,调查设计 指调查研究工作全过程的计划。 试验设计 是指试验研究工作进行前应用数理统计原理，制定试验方案，选择试验材料，对实验因素作合理、有效的安排，最大限度地减少 试验误差，使之达到高效，快速、准确、可靠和经济的目的。 两者的区别 前者:是被动地进行观察，希望干扰因素的影响尽可能减少； 后者:研究者能较主动地安排试验因素，控制实验条件，尽可能排除或抵消非试验因素的干扰和影响。,统计研究设计 统计描述 统计分析,第三节 生物统计的主要内容,统计表和统计图 定量资料集中趋势的度量 算

11、术均数、几何均数、调和均数、中位数、分位数和众数 定量资料离散趋势的度量 标准差、标准误差、变异系数、极差和四分位数间距 随机变量及其概率分布 离散型：二项分布、波松分布 连续型：正态分布、t分布、2分布、F分布,统计研究设计 统计描述 统计分析,第三节 生物统计的主要内容,a.假设检验 b.统计推断 estimative statistics c.研究变量之间的关系 无自变量与因变量之分：直线相关分析、典型相关分析 研究多变量内部的从属关系：主成分分析、因子分析等。 多变量之间亲疏关系：聚类分析 有自变量与因变量之分：直线回归分析、曲线回归分析、多项式回归分析、Logistic概率模型回归分

12、析等 d.判别分析 根据一些明确分类的总体所提供的信息，对未知个体的归属进行分类的判别分析。,第四节 生物统计的常见术语,第四节 生物统计的常见术语,1、总体与样本 Population and sample 1) 总体 根据研究目的确定的研究对象的全体称为总体。构成总体的每个成员称为个体(individual)。含有有限个个体的总体称为有限总体(finite population)。包含有无限多个个体的总体叫无限总体(infinite population)。 2) 样本 总体的一部分称为样本。 样本中所包含的个体数目叫样本容量或大小(sample size)。样本容量常记为n。通常n30的

13、样本叫小样本，n30的样本叫大样本。 3）抽样sampling 从总体中获得样本的过程。可分为放回式抽样(sampling with replacement)和非放回式抽样(without replacement)。随机抽样(random sampling)是确定样本代表性的有效方法。,第四节 生物统计的常见术语,2、特征数 表示总体和样本的数量特征的量称为特征数。 1) 参数Parameter ：由总体计算得来的特征数，常用希腊字母表示。用表示总体平均数，用表示总体标准差。 2) 统计量statistics ：由样本计算得来的特征数， 常用拉丁字母表示统计量。用 表示样本平均数，用S表示样本

14、标准差。 3) 总体参数由相应的统计量来估计，例如用 估计，用S估计等。,第四节 生物统计的常见术语,3、平均数mean 算术平均数: 几何平均数: 加权平均数：,第四节 生物统计的常见术语,4、方差、标准差和变异系数variance, standard deviation and variation coefficient 1)极差,又称范围range:它是样本变量中最大值和最小值之差， 一般用R表示。 2) 方差 样本方差： 总体方差：,第四节 生物统计的常见术语,4、方差、标准差和变异系数variance, standard deviation and variation coeffic

15、ient 3）标准差 样本标准差: 总体标准差: 4）变异系数:是样本变量的相对变异量， 是不带单位的纯数。用变异系数可以比较不同样本相对变异程度的大小。,第四节 生物统计的常见术语,5、数据类型与频数（率）分布 1）连续型数据和离散型数据 与某种标准做比较所得到的数据称为连续型数据(continuous data)，又称度量数据(measurement data); 例如，长度、时间、重量等。对连续型数据进行分析的方法，通常称为变量的方法(method of variable)。 由记录不同类别个体的数目所得到的数据，称为离散型数据(discrete data)，又称为计数数据(count

16、data)；例如种子数、株数、人头等。对离散型数据进行分析的方法，通常称为属性的方法(method of attribute)。,2）频数（率）表frequency table 用频数分布或频率分布清楚地描述数据变化规律的表格。 3）频数（率）图frequency graph 用频数分布或频率分布清楚地描述数据变化规律的图形。3种最常用的频数图为直方图、多边形图和累积频数图。,第四节 生物统计的常见术语,第四节 生物统计的常见术语,6、中位数和众数median and mode 中位数：在累积频数图中1/2总频数位置上的数值。 众数：离散型数据的众数是频数图中频数最高的组值；连续型数据的众数是频数图中频数最高的中值。,第四节 生物统计的常见术语,7、中心矩、原点矩、偏斜度和峭度 central monent, moment about the origin, skewness and kurt