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1、生物学实验数据分析生物学实验数据分析USE SPSS(Statistics Package for Social Science)为什么要进行数据分析为什么要进行数据分析为了避免误差为了避免误差, ,避免随机出现的误差影响结果避免随机出现的误差影响结果 。科学地认识事物的本质。科学地认识事物的本质。总体和样本总体和样本 。统计学上常常采取抽样的方法。即从总体中统计学上常常采取抽样的方法。即从总体中随机抽取一定数量的样本进行研究，得出的随机抽取一定数量的样本进行研究，得出的结果来推论总体的特征。结果来推论总体的特征。如何知道真相？如何知道真相？ 由于个体本身存在的差异及取样误差，会造成：由于个体
2、本身存在的差异及取样误差，会造成：u均值不等的两个计算结果，可能会来自同一个总体。均值不等的两个计算结果，可能会来自同一个总体。u均值相等的两个计算结果，可能会来自不同的总体。均值相等的两个计算结果，可能会来自不同的总体。这就是统计学要解决的问题，也是我们为什这就是统计学要解决的问题，也是我们为什么要进行数据分析的原因。么要进行数据分析的原因。我们实验中常遇到的分析事例我们实验中常遇到的分析事例例例1 1：某种子平均萌发率已知是某种子平均萌发率已知是70%70%，从某地新，从某地新买的一批种子萌发率是否达到？买的一批种子萌发率是否达到？例例2 2：出口萝卜的平均重量不少于出口萝卜的平均重量不少
3、于1 kg , 1 kg , 采取采取了新的种植措施收获的萝卜是否符合标准？了新的种植措施收获的萝卜是否符合标准？例例3 3：一种化感物质或者一种新型生长剂处理植一种化感物质或者一种新型生长剂处理植物幼苗后，对植物的生长有无影响？物幼苗后，对植物的生长有无影响？例例4 4：已知一种化感物质能够抑制某植物的生长，已知一种化感物质能够抑制某植物的生长，但两种不同浓度处理，或同一种浓度而用不同但两种不同浓度处理，或同一种浓度而用不同的方法处理，其结果之间有无差异？的方法处理，其结果之间有无差异？例例5 5：2020位心动过速病人，在进行芳香疗法前后，位心动过速病人，在进行芳香疗法前后，心率有无变化？
4、心率有无变化？例例6 6：四个浓度的化感物质，处理同一种植物的四个浓度的化感物质，处理同一种植物的幼苗，各组间有无显著差异？幼苗，各组间有无显著差异？例例7 7：采集了不同地区采集了不同地区1010个橄榄品种，测量了营个橄榄品种，测量了营养器官的各种数据，想通过这些数据了解品种养器官的各种数据，想通过这些数据了解品种之间的亲缘关系。之间的亲缘关系。如何处理数据如何处理数据处理这些数据常用的统计学方法有处理这些数据常用的统计学方法有：T-T-检验检验（T-test）方差分析方差分析(Analysis of variance; ANOVA)聚类分析（聚类分析（Cluster Analysis)相关
5、性分析相关性分析 (Correlation analysis )一、一、T-T-检验的概念及使用条件检验的概念及使用条件u总体要呈正态分布：总体要呈正态分布：是自然界最常见的一种分布；是自然界最常见的一种分布；u用于处理两组数据之间的比较：用于处理两组数据之间的比较：u两组样本方差要相等两组样本方差要相等u样本量少于样本量少于30用以两个平均数之间差异显著性的检验。用以两个平均数之间差异显著性的检验。某厂称生产的轮胎寿命标准为某厂称生产的轮胎寿命标准为2500025000公里，正态公里，正态分布，抽分布，抽1515个样本检测，得均值为个样本检测，得均值为2700027000，问该，问该厂结果与
6、质量标准是否相符？厂结果与质量标准是否相符？ 符合符合T-T-检验的标准。检验的标准。假设假设H H0 0 = 25000, 25000, 25000, 即认为符合标准。即认为符合标准。 取显著性水平为取显著性水平为p=0.05p=0.05数据11. 1. 单样本单样本T-T-检验检验检验单个变量的均值是否与给定的常数之间存在差检验单个变量的均值是否与给定的常数之间存在差异。异。 假设：假设：H070, H0=70, H1=70, 可买可买例例1 1：某种子平均萌发率已知是：某种子平均萌发率已知是70%70%，从某地新买的，从某地新买的一批种子萌发率是否达到？一批种子萌发率是否达到？单样本T检
7、验2. 2. 独立样本独立样本T-T-检验检验用于检验两组相关的样本，是否来自具有相用于检验两组相关的样本，是否来自具有相同均值的总体。同均值的总体。条件：两组样本要独立，没有配对关系；条件：两组样本要独立，没有配对关系； 方差相同。方差相同。例例3 3：一种化感物质或者一种新型生长剂处理植一种化感物质或者一种新型生长剂处理植物幼苗后，对植物的生长有无影响？物幼苗后，对植物的生长有无影响？培养一批幼苗，随机分成两组，各培养一批幼苗，随机分成两组，各1010株：株：组组1 1：对照组：对照组：1010株株组组2 2：处理组：处理组：1010株（浇灌处理液）株（浇灌处理液）独立样本检验独立样本检验
8、3. 3. 配对样本配对样本T-T-检验检验1010位病人进入芳香疗法室之前测量心率，位病人进入芳香疗法室之前测量心率，在芳香疗法室停留在芳香疗法室停留3 3小时，再测量心率，小时，再测量心率，检验这两组数据有无显著性差异？检验这两组数据有无显著性差异？ 例例5 5：2020位心动过速病人，在进行芳香疗法前后，位心动过速病人，在进行芳香疗法前后，心率有无变化？心率有无变化？因为是同一位人，测定两次，或者说两组数因为是同一位人，测定两次，或者说两组数据不独立，要用该方法。据不独立，要用该方法。配对样品检验配对样品检验二、方差分析二、方差分析u通常一个事物受两种以上因素的影响，通过试通常一个事物受
9、两种以上因素的影响，通过试验得到几组数据，我们想分析这些影响是否显著，验得到几组数据，我们想分析这些影响是否显著，各因素之间影响的差异是否显著、因素间有无相各因素之间影响的差异是否显著、因素间有无相互作用，方差分析就是解决这一问题的。互作用，方差分析就是解决这一问题的。u方差分析主要分析方差分析主要分析2 2组以上处理水平各效应的显组以上处理水平各效应的显著性，即方差的齐次性。著性，即方差的齐次性。 因素：因素：是影响变量变化的客观条件；实验材料的种类是影响变量变化的客观条件；实验材料的种类处理：处理：是影响变量变化的人为条件；处理液的种类。是影响变量变化的人为条件；处理液的种类。 有时通称为
10、因素。有时通称为因素。 方差分析中常用的术语方差分析中常用的术语水平：水平：因素或处理的不同等级。因素或处理的不同等级。 如同一实验材料不同生长期，如同一实验材料不同生长期， 同一处理液的不同浓度或使用的不同量。同一处理液的不同浓度或使用的不同量。单元：单元：各因素与水平之间的组合。各因素与水平之间的组合。 如同一实验材料如同一实验材料2 2个生长期，个生长期， 同一处理液的同一处理液的3 3个浓度组成个浓度组成6 6个单元。个单元。方差分析的类型方差分析的类型1.1.单因素方差分析（单因素方差分析（one-way ANOVAone-way ANOVA） ：1.1 1.1 概念概念仅涉及一个处
11、理因素，但可以有两个或多个水平，仅涉及一个处理因素，但可以有两个或多个水平，所以亦称单因素实验设计。在实验研究中按随机所以亦称单因素实验设计。在实验研究中按随机化原则将受试对象随机分配到一个处理因素的多化原则将受试对象随机分配到一个处理因素的多个水平中去，然后观察各组的试验效应；在观察个水平中去，然后观察各组的试验效应；在观察研究（调查）中按某个研究因素的不同水平分组，研究（调查）中按某个研究因素的不同水平分组，比较该因素的效应。比较该因素的效应。 其本质是完全随机设计的多个样本均数间的比其本质是完全随机设计的多个样本均数间的比较，其统计推断是推断各样本所代表的各总体均较，其统计推断是推断各样
12、本所代表的各总体均数是否相等。数是否相等。 处理前的幼苗是相同的，而且是随机分组的。处理前的幼苗是相同的，而且是随机分组的。一个因素，一个因素，4个水平，个水平，0、0.5 、1、2 g/ L。保持其它条件相同。保持其它条件相同。例例6 6：四个浓度的化感物质，处理同一种植物的四个浓度的化感物质，处理同一种植物的幼苗，各组间有无显著差异？幼苗，各组间有无显著差异？1.2 单因素方差分析举例单因素方差分析举例单因素方差分析单因素方差分析2. 2. 双因素方差分析双因素方差分析问：哪个品种与哪种肥料搭配在一起产量最高？问：哪个品种与哪种肥料搭配在一起产量最高？ 或者说品种之间、肥料之间对产量的影响
13、有无或者说品种之间、肥料之间对产量的影响有无 显著性差异显著性差异. P值大于值大于0.05，接受无效假设，小于则拒绝。，接受无效假设，小于则拒绝。 肥料品种1234A50474753B63545758C52424148双因素方差分析三、聚类分析三、聚类分析聚类分类聚类分类是直接比较比较各事物之间的性质是直接比较比较各事物之间的性质 ，将性质相近的归为一类，同时根据相似系数或将性质相近的归为一类，同时根据相似系数或距离可以知道彼此间的相近程度。距离可以知道彼此间的相近程度。 例例7 7：采集了不同地区采集了不同地区9 9个橄榄品种，测量了营个橄榄品种，测量了营养器官的各种数据，想通过这些数据了解品种养器官的各种数据，想通过这些数据了解品种之间的亲缘关系。之间的亲缘关系。聚类分析聚类分析
