生物统计附实验设计实验指导书生物.doc
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1、目录实验一 Excel常用生物统计功能简介及应用2实验二 方差分析9实验三 单因素试验结果分析13实验四 多因素试验结果分析17实验五 直线回归与相关20实验六 DPS 统计分析软件的应用22常用统计分析软件研究性学习提示35统计网站38参考文献39实验一 Excel常用生物统计功能简介及应用1. 实验目的及要求:1.1 实验目的:通过上机作业,掌握Excel常用生物统计功能的应用方法。1.2 实验要求:根据实验原理,按照实验方法与步骤独立完成作业。1.3 实验规定学时:4学时1.4 实验性质:综合2. 实验原理:Microft Excel电子表格虽然不是专门的统计软件,但其具有丰富的统计分析
2、功能,界面中文表述,操作简易,可以利用其内置的“分析工具库”进行生物统计中常用的t检验、方差分析、回归分析和次数分布表与直方图的编制等。2.1 Excel 分析工具库的安装Excel提供了一组统计分析工具,称为“分析工具库”,可以利用其进行统计中常用的t检验、方差分析、回归分析和次数分布表与直方图的编制等。分析工具库需安装后才可以使用。打开Excel工作表,在菜单栏单击“工具”选项,如果存在“数据分析”条目,表示分析工具库已经安装,若无,可在“工具”菜单中单击“加载宏”命令,在“加载宏”对话框中选中“分析工具库”,单击“确定”按钮(有的需要插入Excel安装光盘),在“工具”菜单中即出现“数据
3、分析”条目。2.2 分析工具库的运行及主要统计分析方法在“工具”菜单中单击“数据分析”选项,弹出“数据分析”对话框(见图1),其主要统计分析方法有:(1)方差分析:单因素方差分析、交叉分组有重复双因素方差分析、交叉分组无重复双因素方差分析。(2)描述统计:计算平均数,标准差等常用统计量。(3)t检验:配对资料的t检验、等方差非配对资料的t检验、异方差非配对资料的t检验等。(4)计算多个变量两两之间的相关系数。(5)线性回归分析。(6)编制次数分布表及绘制直方图。图7-1 “数据分析“对话框2.3 用Excel进行描述统计分析例1 测量了5个鸡蛋的长(mm)、宽(mm)、重(g),结果如图2所示
4、。(1) 数据输入进入Excel工作表,将数据按行或按列输入到电子表格上(见图7-2)。图7-2 数据输入格式(2)分析步骤在“工具”菜单点击“数据分析”条目,弹出“数据分析”对话框,选定“描述统计”,按“确定”按钮,弹出描述统计对话框,如图7-3所示。图7-3 描述统计对话框在输入区域输入3组数据(A1C6),输入方法是:点中输入区域的空白框,再从电子表格数据开始的单元格A1拖动鼠标至结尾单元格C6,此时输入区域(A1:C6)自动进入输入区域。也可直接在输入区域键入A1:C6。选定“标志位于第一行”(输入区域内含有分组标记),选中“输出区域”,点击该区域框,再点击电子表格的某空白单元格(本例
5、为J1),以便显示计算结果,然后点击“确认”按钮,输出计算结果见图7-4。2.4 结果说明图4给出了蛋长、蛋宽、蛋重的平均数,标准差(SD),标准误差(SE)等描述性统计量。图7-4 描述性统计分析结果练习:从两个小区分别随机抽取20株小麦,测其单穗粒数,结果如下表,请在Excel中列出其描述性统计分析结果。小区号单 穗 粒 数III26 25 23 23 26 25 24 26 28 2726 23 28 26 25 27 27 23 24 2528 30 29 21 22 24 27 26 25 2521 22 30 29 28 25 27 24 23 282.5 用Excel作次数分布表
6、和直方图例2 某班50名学生的生物统计学考试成绩数据如下:7988785070905472587172809195918172617382978374616263747499848464756575667585676869758659768869778751步骤一:输入数据并排序打开Excel工作簿,把本例中的数据输入到A1至A50单元格中。对上述数据排序。结果放到B1至B50。具体步骤如下:拖曳鼠标选中A1:A50单元格区域。在该处,单击鼠标右键,选中“复制”命令。拖曳鼠标选中B1:B50单元格区域。在该处,单击鼠标右键,选中“粘贴”命令。再次选中B1:B50,选择“数据”下拉菜单中的“排序
7、”选项。出现对话框,选中按递增排序即可。单击确定。步骤二:指定上限在C3至C7单元格中输入分组数据的上限59,69,79,89,100。提示:Excel在作频数分布表时,每一组的频数包括一个组的上限值。这与统计学上的“上限不在组”做法不一致。因此50-60这一组的上限为59。以此类推。步骤三:生成频数分布表和直方图选择“工具”下拉菜单中的“数据分析”选项。出现该对话框。在“数据分析”对话框种选择“直方图”。当出现直方图对话框时,在“输入区域”方框中输入数据所在单元格区域B1:B50;在“接受区域”方框中输入分组数据上限所在单元格区域C3:C7;在“输出区域”方框中输入D3,表示输出区域的起点;
8、在输出选项中,选择“输出区域”、“累计百分比”和“图表输出”。点击确定。为了便于阅读,单击频数分布表中的有“接受”字样的单元格,输入“考试成绩”;同样,用50-60代替频数分布表中的第一个上限值59,60-70代替第二个上限值69,以此类推,最后,用90-100代替频数分布表中最后一个上限值100。如果想修改某处的图表格式,可直接双击该处,在出现的对话框中作相应的修改。删除频数分布表中的“其他”所在行右边三个单元格的内容。输出结果如图5:2.6 用Excel 绘图我们将继续通过上一个例子来学习如何绘制饼形图。具体步骤如下:步骤一:输入并选取数据。首先打开Excel工作簿,如上例输入数据,并做出
9、频数工作表。用鼠标拖曳选中E3:F8区域,确定了参加统计作图的原始数据范围。图7-5 次数分布表和直方图步骤二:利用“图表指南”作图。单击常用工具栏中的按钮“图表指南”。 出现图表指南对话框,选择“标准类别”标签。在“图表类型”中用鼠标选一种图表类型。本例中选择“饼图”。在“子图表类型”中用鼠标选中第一行的第二个图形,单击“下一步”按钮。出现另一个对话框,在“数据区域”方框中输入原始数据所在单元格区域,本例中,使用默认数据即可。“系列产生在”单选钮中选中“列”。点“下一步”按钮。进入“图表选项”,设置图表属性。在“图表标题”标签中的“图表标题”文本框中输入“考试成绩比重图”。在“图例”标签中使
10、用默认值。在“数据标志”标签中,选中“数据标志”下的单选钮“同时显示百分比及数据标志”,点“下一步”按钮。确定“图表位置”。Excel提供两种选择:作为新工作表插入Excel文档。作为一个对象插入当前工作表。本例选择第2种方法,单击“完成”即可。提示:可依据统计需要,按上述步骤选择不同的图表类型。输出结果如下:图7-6 考试成绩饼形图练习其它几种统计图表的绘制: 100只来亨鸡每月产蛋数如下表,请绘制统计图表14 16 14 15 17 16 15 14 13 1215 14 17 12 14 13 14 17 15 1316 14 15 16 15 12 14 12 13 1214 14 1
11、4 14 16 16 13 15 14 1613 17 15 14 16 14 14 15 15 1513 15 13 15 14 13 14 16 16 1514 13 14 15 13 14 15 13 14 1314 12 13 11 14 14 14 15 15 1414 16 14 14 15 17 13 14 14 1516 13 14 12 14 13 14 12 17 15150尾鲢鱼体长(cm)如下表,请绘制统计图表56 49 62 78 41 47 65 45 58 55 59 65 69 62 7352 52 60 51 62 78 66 45 58 58 60 57 5
12、2 51 4856 46 58 70 72 76 77 56 66 58 58 55 53 50 6563 57 65 85 59 58 54 62 48 63 46 61 62 57 3858 52 54 55 66 52 48 56 75 72 57 37 46 76 5663 75 65 48 52 55 54 62 71 48 62 58 46 57 3854 53 65 42 83 66 48 53 58 46 46 26 36 76 5560 54 58 49 52 56 82 63 65 54 75 65 86 46 7770 69 40 56 58 61 54 53 52 43
13、 52 64 58 58 5478 52 56 61 59 54 59 64 68 51 59 68 63 52 633. 实验仪器、装置、工具及主要材料Windows 98/2000/xp操作系统,安装Excel 2000软件。4. 实验方法与步骤4.1 Excel 分析工具库的安装4.2 Excel分析工具库的运行4.3用Excel进行描述统计分析4.4用Excel作次数分布表和直方图4.5用Excel 绘图5. 注意事项按时递交试验报告。6. 预习要求资料的整理,平均数、标准差、标准误的计算。7.问题讨论利用网上搜索,查找正在农业、医学、生物等方面应用的统计分析软件,了解其有关功能,写出
14、一份某个统计分析软件基本功能介绍及应用的研究性学习论文。实验二 方差分析1. 实验目的及要求:1.1 实验目的:掌握方差分析、多重比较的基本方法。掌握试验结果的数据转换及分析。1.2 实验要求:根据实验原理,按照实验方法与步骤独立完成作业。1.3 实验规定学时:2学时1.4 实验性质:验证2. 实验原理:2.1 单因素试验资料的方差分析计算各项平方和与自由度其中 称为矫正数列出方差分析表,进行F检验方差分析表变异来源平方和自由度均方FF0.05F0.01处理间SStdftMStMSt / MSe处理内SSedfeMSe总变异SSTdfT处理平均数间的多重比较最小显著差数(LSD)法:最小显著极
15、差法(LSR)法:2.2常用的数据转换方法平方根转换:此法适用于各组均方与其平均数之间有某种比例关系的资料,尤其适用于总体呈泊松分布的资料。转换的方法是求出原数据的平方根。若原观测值中有为0的数或多数观测值小于10,则把原数据变换成对于稳定均方,使方差符合同质性的作用更加明显。变换也有利于满足效应加性和正态性的要求。对数转换:如果各组数据的标准差或全距与其平均数大体成比例,或者效应为相乘性或非相加性,则将原数据变换为对数(lgx或lnx)后,可以使方差变成比较一致而且使效应由相乘性变成相加性。如果原数据包括有0,可以采用lg(x+1)变换的方法。一般而言,对数转换对于削弱大变数的作用要比平方根
16、转换更强。例如变数1、10、100作平方根转换是1、3.16、10,作对数转换则是0、1、2。反正弦转换:反正弦转换也称角度转换。此法适用于如发病率、感染率、病死率、受胎率等服从二项分布的资料。转换的方法是求出每个原数据(用百分数或小数表示)的反正弦,转换后的数值是以度为单位的角度。二项分布的特点是其方差与平均数有着函数关系。这种关系表现在,当平均数接近极端值(即接近于0和100%)时,方差趋向于较小;而平均数处于中间数值附近(50%左右)时,方差趋向于较大。把数据变成角度以后,接近于0和100%的数值变异程度变大,因此使方差较为增大,这样有利于满足方差同质性的要求。一般,若资料中的百分数介于
17、30%70%之间时,因资料的分布接近于正态分布,数据变换与否对分析的影响不大。应当注意的是,在对转换后的数据进行方差分析时,若经检验差异显著,则进行平均数的多重比较应用转换后的数据进行计算。但在解释分析最终结果时,应还原为原来的数值。3. 实验仪器、装置、工具及主要材料直尺、铅笔、计算器、统计用表、参考资料。4. 实验方法与步骤4.1实验方法对下列试验试验资料分解平方和与自由度,进行F测验,将分析结果用方差分析表表示;列表对该资料进行反正弦转换(),然后进行F测验,将分析结果用方差分析表表示;并比较其F测验结果与未进行资料转换的F测验有何区别,为什么? 对进行反正弦转换资料进一步进行LSR测验
18、,分别采用列梯形表法和标记字母法表示显著性,并将处理平均数反正弦转换数据进行反转换。4.2作业对A、B、C、D4个小麦品种各抽取5个样本,统计其黑穗病率结果如下表所示。试进行F测验、反正弦转换()后的F测验,并对进行反正弦转换资料进一步进行LSR测验。4个小麦品种的黑穗病率ABCD0.84.09.86.03.81.956.279.80.00.766.07.06.03.510.384.61.73.29.22.8练习:下表是6种溶液以及对照组的雌激素活度鉴定,指标是小鼠子宫重量。计算各个平均数,做方差分析,若差异是显著的则需做多重比较。鼠号溶 液 种 类对照IIIIIIIVVVI189.984.4
19、64.475.288.456.465.6293.8116.079.862.490.283.279.4388.884.088.062.473.290.465.64112.668.669.473.887.885.670.25. 注意事项将试验资料的分析结果写出实验报告。6. 预习要求预习方差分析,数据转换方法。7.问题讨论试比较试验资料数据转换后分析结果与不进行数据转换直接进行分析所获结果的差异。实验三 单因素试验结果分析1. 实验目的及要求:1.1 实验目的:熟悉单因素试验结果分析步骤,掌握单因素试验结果统计分析和试验处理的合并比较方法。1.2 实验要求:独立完成拉丁方试验结果分析和试验处理的合
20、并比较作业。1.3 实验规定学时:2学时1.4 实验性质:验证2. 实验原理:2.1拉丁方试验结果分析2.1.1整理资料:列制试验结果rc表、Tt表2.1.2分解平方和与自由度矫正数 总平方和行间平方和 列间平方和 处理平方和 误差平方和 总自由度 dfT= r 2-1行间自由度 dfR= r-1列间自由度 dfC= r-1处理自由度 dft= r-1误差自由度 dfe=dfT-dfA-dfB-dfC2.1.3列出方差分析表,进行F检验方差分析表变异来源SSdfMSFF0.05F0.01横行间直列间处理间误 差总变异2.1.4处理平均数间的多重比较最小显著极差法(LSR)法:计算LSRa:列处
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