《生物统计学计划》PPT课件.ppt

主讲教师：何淼 副教授 2011.9.11,生物统计学教学计划与绪论,简论人生,2,人生的足迹生理统计,3,人生的足迹生理统计,4,人生的足迹行为统计,平均寿命：78.5 女人每天说的单词个数：6400-8000 男人每天说的单词个数：2000-4000 交友个数：1700 做梦的次数：104390 读书的本数：533 ，7.8本/年 眨眼的次数：4.15亿 ，14850次/天 流泪的升数：57.25，60毫升/月 抽掉的香烟根数：77000 ， 3.48根/天 步行的公里数：15464,5,人生的足迹行为统计,吃掉的苹果个数：5272 吃掉的牛只数：4.5 吃掉的鸡只数：1201 吃掉的羊只数：21 吃掉的猪只数：15 喝茶的杯数：74802，3.38杯/天 放屁的升数：35815 ，1.28升/天 在不剪断情况下头发的总长度(米)：9.42 在不剪断情况下胡子的总长度(米)：9.14,6,问题与讨论,人生是什么？你的人生目标是什么？ 什么样的人生是成功的人生？ 人生的意义和价值在哪里？ 如何兼顾个人、家庭和社会责任？ 如何让你的生命多姿多彩，更具有意义？,7,嗨，大家好！ 祝同学们 新学期学习愉快！,让我们成为朋友！,8,承担过课程列表,承担过多门课程的教学工作，主要包括： “食用动物资源学” “动物学实验” “动物学野外实习” “动物生态学” “计算机操作与应用” “网页设计” “生物统计学” “生物信息学” “生物数学”,9,主要科研项目,生命系统的生物信息学研究和功能模拟, 1999，国家自然科学基金重点项目 以非编码序列研究基因组水平上的分子进化,2001，国家自然科学基金面上项目 动物学专业资源库，2003，广东省“151工程”重点项目 肺癌相关新基因发现以及早期诊断标记研究,2003, 广东省科技计划项目重大专题 蛋白分子活性中心探测技术与评价方法及其在海洋药物开发中的应用，2005， 广州市科技计划重点项目 工程基因调控网的设计、构造、建模与分析，2007，国家自然科学基金重点项目,10,代表论文,华南稻田农田害鼠复合防治指标的理论研究。生态学报,2003,23（1）:211-217 Cloning and characterization of a functional promoter of the human SOCS-3 gene. Biochemistry and Biophysics Res. Comm., 2003,301: 386-391 中国广西彝族人群15个STR基因座的遗传多态性调查。中国法医学杂志，2004，19（增刊）：23-24 Clustering for microarray data analysis of tumor. Journal of Tumor Marker Oncology（Supp）, 2004, 19(4):144 基于隐马尔可夫模型的多重序列分析。中山大学学报（自然科学版），2005，44（2）：9-13 A statistical model for estimation of lung tumor doubling time. Lung Cancer, 2005,49(Supplement 2):S126-S127 虎杖提取液对非酒精性脂肪肝大鼠肿瘤坏死因子基因表达的影响。中药材，2005，28（10）：917-919 Statistical characteristics of eukaryotic intron database. Frontiers of Biology in China, 2006,1(4):362-366 癌症相关促凋亡蛋白Par-4的信号转导途径预测研究。2010，中山大学学报（自然科学版），49（6）：83-88 基于共进化理论发现甲型流感病毒PB1-PA蛋白作用位点。2011，中山大学学报（自然科学版），50（2）：81-86 Genetic Variation Characters Analyses of HA and NA of Human Influenza A(H3N2) Virus in Hong Kong(1997-2006).PLoS ONE, 2011,11,主要著作,昆虫病原微生物寄主相互作用的数学模型及分析（自“昆虫病理学，蒲蛰龙主编” ）。广东科技出版社，广州，1994 板齿鼠的生态及防治。“自农田鼠害生态学及防治，张知彬主编”，海洋出版社，北京，1998 行为学、群落生态学、系统生态学、生物多样性。“自现代生物学（参编）”高等教育出版社，北京，1999 普通生物学多媒体系列教学软件生物类群（副主编），高等教育出版社，北京，1999 食用动物资源学（主编）。中山大学教材，1992 捕食者-猎物系统的模拟模型。“自群落重建与水稻害虫生物防治，张文庆等著”，山西科学技术出版社，太原，2001,12,获得奖励,1997年广东省科技进步三等奖 1998年广东省优秀教学软件二等奖多项。 1999年中山大学优秀教师奖励基金“安泰奖”。 2000年中山大学教学成果二等奖。 2001年国家级教学成果一等奖。 2002年度中山大学教育技术应用先进个人。 2001-03年度中山大学优秀工会工作者。 2003-04年中山大学优秀教学软件二等奖。 2005年度广东省优秀工会积极分子。 2005年度中山大学教育技术应用先进个人。 2006广东省高校现代教育技术优秀论文二等奖。 2006年中山大学第五届高等教育教学成果二等奖。 2006年第十届全国多媒体教育软件大奖赛三等奖。 2007年广东省计算机教育软件二等奖。 2009年中山大学优秀工会工作者。 2011年中山大学教育工会突出贡献奖。,13,专业兴趣,学术兴趣： 生物数学模型和生物统计学应用 生物信息学 人类流行病序列变异特征分析 癌症相关蛋白质相互作用网络,14,业余爱好,业余爱好： 旅行周游列国 羽毛球中大羽协会长，多项省市团体赛前三名。 扑克中大南校区双升赛冠军 集邮拥有清朝最早的大龙票,15,生物统计学主要教学内容,统计数据的收集与整理 样本统计量的抽样分布 统计假设检验、参数估计 离散型随机变量的2检验 单因素方差分析、多因素方差分析 一元和多元回归及其分析 聚类分析 研究示例剖析,16,生物统计学教学目标,掌握一系列生物统计学的基本概念 掌握单变量或单因子的统计分析、一元回归、多元回归分析和系统分析的原理 初步掌握聚类分析的原理和方法 掌握统计学一般原理和方法在生物学中的应用,17,教材,杜荣骞，2009 生物统计学 高等教育出版社 北京 杜荣骞，2003 生物统计学题解和练习 高等教育出版社 北京,18,参考书目,郭祖超，医学统计学。人民军医出版社，北京， 2001 李春喜、王志和、王文林，生物统计学（第二版）。科学出版社，北京， 2000 蒋志刚译，生物实验设计与数据处理。高等教育出版社，北京，2003 Thomas Glover, Kevin Mitchell, An Introduction To Biostatistics. 清华大学出版社，北京， 2001 美国SAS软件研究所上海办事处， SAS基础教程。上海科学技术出版社，上海，1997,19,教学方式,传统教学模式+E-lab。 计算机辅助多媒体教学方式。 利用计算机网络作为辅助教学途径。 指导学生阅读相关研究文献。,20,重点推介网络电子资源,/ntsbarsh/,21,考核方式,课程论文1篇，占总成绩的20% 平时考勤、作业和小测验，占总成绩的30% 期末闭卷考试，占总成绩的50%,22,教学进程安排,授课14周。 期中测验1周。 复习1周。 考试1周。,23,助教及联系方式,付强 电话邮箱：183816084 专业：动物学，2010 级博士研究生,24,研究小论文。 各专业选题范围如下： 生技应用：食品添加剂中西应用标准比较。 生物科学：广东省艾滋病、结核病、地中海贫血症统计分析。 生物技术：广东省大学生幸福感调查和统计指标。 生态学：环境污染与健康、疾病。 临床医学：常见流行病(流感、麻疹等)区域差异。 逸仙班：广东省科技人员幸福感调查和统计指标。,课程论文形式,25,协作研究和评分准则,课程论文鼓励协作完成。 论文写作小组可以由2-3个同学组成。 问卷调查建议以班为单位。 论文题目可以结合自身理解具体化。 评分的准则：主要考虑数据的获取和整理方式，统计方法的创新应用。,26,重要的生物统计类国际期刊,Statistical Applications in Genetics and Molecular Biology The International Journal of Biostatistics Biostatistics Journal of Computational Biology Statistical Methods in Medical Research Biometrika Journal of Agricultural, Biological, and Environmental Statistics,27,课 堂 纪 律,不得无故旷课，学期累计旷课达三次者，将会受到期末成绩扣分处罚。 尊重老师、尊重同学、注意保持良好的课堂纪律。 关于教学问题，可以随时举手提问。,28,生物统计学,第一章 绪论,29,了解统计学,30,三星首尔医院研究小组对34.4519万名40岁至64岁的女性进行了一项身高与死亡率的相关统计调查。 对在调查期去世的10216名女性进行统计调查的结果显示，女性的身高每高出5厘米，死亡率下降7%。 研究论文刊登在2008年最新一期美国医学杂志。 主要结论，身高每高出5厘米，患呼吸道疾病和中风死亡的危险性就下降16%，患糖尿病和循环系统疾病的几率下降13%。,31,32,据英国媒体报道，最新研究发现，个子相对较高的人生活更为幸福，而个子较矮的人更容易对生活感到不满意。 那些最不快乐的人的身高要比所有人的总平均身高矮2.54厘米。,33,英国教授收集了全球140个允许一夫多妻制国家男子寿命的数据，和49个实行一夫一妻制国家男子平均寿命进行统计比较，结果发现一夫多妻制国家男子平均寿命要比一夫一妻制国家男子平均寿命高出12%。 如果一个男子有多个配偶，他的后代多。为养活这么多人，他就会一直小心的照顾好自己的身体，到60岁或者70岁还得工作。 就遗传而言，允许一夫多妻制存在的国家，肯定实施这个制度上千年了，遗传下来的基因对延长男性的寿命有益。,34,科学家收集了35种动物的数据，统计分析发现，19种“一夫多妻制”的动物中，雄性在生命各个阶段中的死亡率都比雌性高。 但在“一夫一妻制”的动物中，雌性和雄性的死亡率却没有明显的差异。 科学家发现，在人类社会中，那些拥有多个性伴侣的男性，其寿命要比其他男性短。 研究者指出，在人类进化史上，曾经占有统治地位的一夫多妻制，是造成男性短命的重要原因。 所以，男人要想活得长一点，还是不要“妻妾成群,35,什么是统计?,统计工作 收集数据的活动 统计数据 对现象计量的结果 统计学 分析数据的方法与技术,36,什么是统计学?,数据搜集：例如，调查与试验 数据整理：例如，分组 数据展示：例如，图和表 数据分析：例如，回归分析, 统计学是一门收集、整理和分析数据方法的科学，其目的是探索数据的内在数量规律性，以达到对客观事物的科学认识,37,Statistics的定义(不列颠百科全书),Statistics: the science of collecting, analyzing, presenting, and interpreting data. Copyright 1994-2000 Encyclopaedia Britannica, Inc. （不列颠百科全书）,38,统计数据的内在规律,正常条件下新生婴儿的男女性别比为 107：100 投掷一枚均匀的硬币，出现正面和反面的频率各为1/2；投掷一枚骰子出现16点的频率各为1/6 农作物的产量与施肥量之间存在相关关系,39,非小细胞肺癌相关基因在染色体P臂及Q臂上分布数量,40,非小细胞肺癌相关基因在染色体P臂及Q臂上分布数量统计规律,41,统计学的应用领域,42,应用统计的学科领域,actuarial work (精算) agriculture (农业) animal science (动物学) anthropology (人类学) archaeology (考古学) auditing (审计学) crystallography (晶体学) demography (人口统计学) dentistry (牙医学) ecology (生态学) econometrics (经济计量学) education (教育学) election forecasting and projection (选举预测和策划) engineering (工程) epidemiology (流行病学) finance (金融) fisheries research (水产渔业研究) gambling (赌博) genetics (遗传学) geography (地理学) geology (地质学) historical research (历史研究) human genetics (人类遗传学),43,应用统计的学科领域(续),hydrology (水文学) Industry (工业) linguistics (语言学) literature (文学) manpower planning (劳动力计划) management science (管理科学) marketing (市场营销学) medical diagnosis (医学诊断) meteorology (气象学) military science (军事科学) nuclear material safeguards (核材料安全管理) ophthalmology (眼科学) pharmaceutics (制药学) physics (物理学) political science (政治学) psychology (心理学) psychophysics (心理物理学) quality control (质量控制) religious studies (宗教研究) sociology (社会学) survey sampling (调查抽样) taxonomy (分类学) weather modification (气象改善),44,统计学的分科,统计学的分科,45,统计方法,46,描述统计,内容 搜集数据 整理数据 展示数据 目的 描述数据特征 找出数据的基本规律,47,推断统计,内容 参数估计 假设检验 目的 对总体特征作出推断,48,描述统计与推断统计的关系,反映客观现象的数据,描述统计 （统计数据的搜集、整理、显示和分析等）,49,理论统计与应用统计,理论统计 研究统计学的一般理论 研究统计方法的数学原理 应用统计 研究统计学在各领域的具体应用,50,统计学与数学的关系,统计学运用到大量的数学知识 数学为统计理论和统计方法的发展提供基础 不能将统计学等同于数学,51,统计学与数学的区别,数学研究的是抽象的数量规律，统计学则是研究具体的、实际现象的数量规律 数学研究的是没有量纲或单位的抽象的数，统计学研究的是有具体实物或计量单位的数据 统计学与数学研究中所使用的逻辑方法不同 数学研究所使用的主要是的演绎 统计学则是演绎与归纳相结合，占主导地位的是归纳,52,统计学与其他学科的关系,统计学可以用到几乎所有的学科领域 统计学可以帮助其他学科探索学科内在的数量规律性 统计学不能解决各学科领域的所有问题 对统计分析结果的解释需要各学科领域的专业人员的参与,53,统计学家是科学家,Johann Gregor Mendel 1822-1884,Pierre Simon Laplace 1749-1827,Thomas Robert Malthus 1766-1834,Friedrich Gauss 1777-1855,Leonhard Euler 1707-1783,54,历史上著名的统计学家,Jacob Bernoulli (伯努利) (1654-1705) Edmond Halley (哈雷) (1656-1742) De Moivre (棣美佛) (1667-1754) Thomas Bayes (贝叶斯) (1702-1761) Leonhard Euler (欧拉) (1707-1783) Pierre Simon Laplace (拉普拉斯) (1749-1827) Adrien Marie Legendre (勒让德) (1752-1833) Thomas Robert Malthus (马尔萨斯) (1766-1834) Friedrich Gauss (高斯) (1777-1855) Johann Gregor Mendel (孟德尔) (1822-1884) Karl Pearson (皮尔森) (1857-1936) Ronald Aylmer Fisher (费歇) (1890-1962) Jerzy Neyman (内曼)(1894-1981) Egon Sharpe Pearson (皮尔森) (1895-1980) William Feller (费勒)(1906-1970),55,ISI Essential Science Indicators 全球数学家排名2002,56,统计学发展的历史线索,一般认为，统计学产生于17世纪中叶 统计学的发展过程基本上沿着两条主线展开 以“政治算术学派”为开端形成和发展起来、以社会经济问题为主要研究对象的社会经济统计 以概率论研究为开端、并以概率论为基础形成和发展起来的、以方法和应用研究为主的数理统计 今天，社会经济统计和数理统计仍然在以各自不同的方式发展着,57,政治算术社会经济统计,政治算术学派产生于17世纪中叶的英国，代表人物主要是威廉配第(William Patty，16231687)和约翰格朗特(John Graunt，16201674) 17世纪中叶的政治算术学派可看作是统计学的开端 19世纪，沿着约翰格朗特所开创的人口统计以及沿着威廉配第所开创的经济统计有了进一步的发展 威廉配第为以后经济统计的发展开拓了道路；约翰格朗特为人口统计的发展开拓了道路 政治算术学派则为后来的社会经济统计的发展奠定了基础,58,概率论数理统计,概率论研究起源于意大利文艺复兴时代 概率论的真正历史是从17世纪中叶开始的 古典统计时期的概率论基本上是独立发展的，它与统计学(主要是指政治算术)没有太多的联系 从19世纪中叶到20世纪中叶，概率论的进一步发展为数理统计学的形成和发展奠定了基础 上世纪50年代以后，统计理论、方法和应用进入了一个全面发展的阶段,59,统计学中的几个主要术语,总体(Population) 所关心的所有元素的集合 样本(Sample) 总体的一部分 参数(Parameter) 总体的数字特征 统计量(Statistic) 样本的概括性测度值,60,几种常用的统计软件,典型的统计软件 SAS SPSS Stata MINITAB STATISTICA Excel,61,SPSS介绍,SPSS（Statistical Package for the Social Science） 20世纪60年代末，美国斯坦福大学的三位研究生研制开发了最早的统计分析软件SPSS，同时成立了SPSS公司，于1975年在芝加哥组建了SPSS总部。,62,SPSS,目前， SPSS已推出9个语种版本。SPSS/PC的推出，极大地扩充了它的应用范围，使其能很快地应用于自然科学、技术科学、社会科学的各个领域。 基本功能包括：数据管理、统计分析、图表分析、输出管理等等。 统计分析过程包括描述性统计、均值比较、一般线性模型、相关分析、回归分析、对数线性模型、聚类分析、数据简化、生存分析、时间序列分析、多重响应等几大类,63,关于生物统计学,64,什么是生物统计学?,生物统计学是一门探讨如何从事生物学实验研究的设计、取样、分析、资料整理与推论的科学。,65,生物统计学的应用范围,持续发展与环境保护 资源保护与利用 生态学研究 分子生物学 高科技农业研究 生物制药技术 流行病规律研究与探索 数量遗传学研究 生物信息学研究 ,66,生物统计学的价值,21世纪是生命科学的世纪，人类不久将完全揭示人类基因排序，生物统计无疑将起到重要作用。 19世纪中叶基因学说的创立，依赖于统计推断技术。 21世纪生命科学中将有大量的相关研究要借助统计方法与技术，这个领域的学者将大有作为。 21世纪医学领域的科技创新，将使许多不治之症得到解决，生物制药将在医学领域大放异彩，统计学方法在生物制药技术中的广泛应用将是不争的事实。 在美国的生物统计人员极易找到高薪的工作就足以说明这一领域的广阔前景。 就业领域：医学研究机构和公司 、市场和社会调查领域，银行和保险公司，高等学校等。,67,新加坡向华招聘优秀本科及本科以上的毕业生,生物医药科学类所需人才： 生物医药工程师、生物统计师 临床副研究员（Clinical Research Associate） 生物信息搜集员/计算生物师 （Computational Biologists） 医药化学师 药剂制造工程师 薪酬：月薪2500新元以上,68,在美国找工作,69,统计学专业的课程体系实例,高级随机方法 抽样方法 数据分析 无参数的、多变量的、排序的方法 试验计划 质量保证 随机过程（特别是时间顺序分析排队和仓库保管过程） 计算机统计软件 人口统计学和传染病学中的统计方法 在一个应用领域内的数量方法和项目研究 确定专业研究方向 （如在多特蒙德大学可以研究生物统计、经济统计和技术统计） 用案例分析方式进行的实习（持续时间较长） 讨论课和副修专业,70,免费的统计学软件,71,自动统计图形及回归分析集成系统(EW 3.10),集回归分析、统计、统计图形、图文混合编辑和文件管理功能于一身的通用集成应用系统。 含八类共31种统计图形，多项式逐步回归及其它多种非线性回归。 适用于各行各业的教学、科研、统计、管理、决策和科技出版等部门。 下载地址http:/mm_/mysoft/ew/ew.htm,72,简明统计软件（CS2000）,为非专业人员设计，有两大特点： 一是简明实用（只要具备最基本的统计学知识，即可做到无师自通）。 二是物美价廉（原则是“无偿复制，有偿使用”，任何人均可以免费获得本软件，并可免费使用30次）。,73,CS2000功能介绍,统计分析、研究设计、统计模拟。 统计分析模块，可完成常见资料的各种统计分析，包括： 统计描述；参数估计；假设检验； 直线相关回归。 可对多种研究类型进行样本含量估计和检验效能估计。,74,Qstat,Qstat (Quick Statistical Analysis Software)快速数据统计分析程序是一个具有中文说明的交互式医学统计软件包。 可作为医学科研工作者处理各种科研资料的常规工具，如进行 t检验、方差检验、卡方检验和相关回归分析，逐步回归分析、判别分析、聚类分析、主成分分析和因子分析等多种多元统计分析。 强大的统计图形绘制功能。,75,DAS统计软件,Drug And Statistics(药物与统计)是新药开发的通用统计软件。 功能和特色 统计功能强大 模块覆盖面广 DAS涉及的统计功能包括药学统计、定量药理、临床药理、群体分析、生物统计、回归与相关等6大模块。 DAS系统的涉及统计子模块量超过150个。,76,Free Software,ADE-4 Anderson Statistical Archives ARIMA B/D Boomer DE Histograms EasyMA,77,Free Software,EasyStat Empty Corners EpiInfo First Bayes G*Power GrafProg Insight Instat JDB LOCFIT MANET Meta-analysis 5.3,PAMCOMP Regress+ Rweb SABRE Scilab Serpik Graph SISA Statistical Software Stats STPLAN ViSta WebStat,78,Free Demonstration, or Student Version,AssiStat CurveExpert CART InStat MINIFAC MINISTEP MiniTab Origin,79,Free Demonstration, or Student Version,Prism P-STAT QuickStat Rasch Resampling Stats. Stat Ease STATISTICA demo Statlets,80,统计学网址,/ SAS爱好者 / 数理统计论坛 .tw/g894730/ 统计生活馆 （台湾,论坛、统计教学等丰富内容） .tw/ 统计在线学习馆 （台湾,论坛、统计教学等丰富内容） .tw/ 概率统计在线学习馆 （台湾, 教学） .tw/NSC_prob/ 概率学习馆,81,统计学相关网站,.tw/StatDemo/ 互动统计教学 55/wenwei/thesis/jj1.htm 多媒体互动式在线统计教学 / 中国科学技术大学统计与金融系（数理统计、软件下载） 中国人大应用统计科研所 /info/default.asp 中国经济统计 (统计资源) /default.asp 中国精算网 /index.asp 统计精英网 (杭州商学院,经济统计）,82,统计学相关网站,/index.asp 研究人员之家实验设计&数据分析 http:/www.riskag