- •Б.Л. Козловский, о.Ю. Ермолаева математические методы в биологии
- •Модуль 1. Составление вариационных рядов
- •2. Расчет точечных характеристик выборочной совокупности
- •Найдите выборочные среднее арифметическое и среднее квадратическое отклонение для этого вариационного ряда (15 баллов).
- •Определите среднюю высоту лапландской сосны. Вычислите ошибку средней и ошибку дисперсии для этой выборочной совокупности (15 баллов).
- •Вычислите выборочные среднюю арифметическую, дисперсию, среднее квадратическое отклонение. Определите ошибку средней, ошибку дисперсии (15 баллов).
- •5. В результате определения массы зерен пшеницы - ежовки (в мг) был построен следующий вариационный ряд:
- •(15 Баллов).
- •15. На свиноферме зарегистрировано 68 опоросов. Количество поросят, полученных от каждой свиноматки, варьировало следующим образом:
- •16. Годовой удой 80 коров, содержащихся на ферме, распределился следующим образом:
- •(20 Баллов).
- •18. У 1060 студентов исследовали биение пульса. Колебания были от 43 до 108 ударов в минуту. Данные были сгруппированы в следующий вариационный ряд:
- •19. В 1932 г. В г. Москве масса мальчиков при рождении составила:
- •20. Результаты промеров длины хвоста курдючных валахских овцематок в возрасте 4 года и старше распределились в следующий ряд:
- •Рассчитайте среднюю длину хвоста у курдючных валахских овцематок и остальные статистики для этого ряда (15 баллов).
- •21. Результаты промеров обхвата хвоста 775 курдючных валахских овцематок в возрасте 4 и старше лет было следующее:
- •22. Определите среднюю длину хвоста оленьих мышей Peromyscus maniculatus, взятых из разных мест сша по следующим трем выборкам:
- •3. Вычисление доверительных интервалов статистических параметров
- •4. Статистические гипотезы и их проверка
- •5. Расчет показателей корреляции
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •22. Изучали зависимость окраски стебля нивяника обыкновенного в популяции от географической широты. Были получены следующие данные:
- •6. Основы ДисперсионнОго анализА
Задачи для самостоятельного решения.
1. Длина (мм) первого (х) и второго (у) молярного зубов у ископаемого млекопитающего Phenacodus primaevus оказалась следующей:
х |
10,7 |
10,8 |
10,6 |
11,4 |
12,1 |
12,3 |
12,9 |
12,8 |
13,1 |
13,3 |
13,3 |
13,4 |
13,5 |
у |
11,2 |
10,5 |
9,6 |
11,2 |
11,3 |
13,4 |
12,6 |
12,2 |
12,0 |
11,2 |
11,4 |
11,3 |
13,6 |
Определите тесноту и направление связи между длиной первого и второго зубов у Phenacodus primaevus . Оцените его достоверность и установите доверительные границы при Р = 0,99 (40 баллов).
2. У окуня озера Баторино были измерены длина головы х и длина грудного плавника y:
х |
66 |
61 |
67 |
73 |
51 |
59 |
48 |
47 |
58 |
44 |
41 |
54 |
52 |
47 |
51 |
45 |
у |
38 |
31 |
36 |
43 |
29 |
33 |
28 |
25 |
36 |
26 |
21 |
30 |
28 |
27 |
28 |
26 |
Позволяют ли полученные данные говорить о существовании связи между этими признаками? (35 баллов).
3. Необходимо установить, существует ли зависимость между высотой головы (x) и длиной 3-го членика усика (y) у Drosophila funebris? Для этого с помощью окуляр - микрометра получены следующие данные (в делениях окулярмикрометра):
х |
16 |
15 |
16 |
15 |
15 |
16 |
16 |
17 |
18 |
18 |
17 |
17 |
17 |
15 |
16 |
у |
33 |
29 |
31 |
32 |
33 |
32 |
33 |
33 |
36 |
36 |
35 |
35 |
35 |
35 |
33 |
х |
15 |
16 |
15 |
15 |
16 |
15 |
16 |
15 |
16 |
14 |
15 |
15 |
13 |
15 |
16 |
у |
33 |
33 |
32 |
30 |
33 |
33 |
33 |
30 |
31 |
31 |
31 |
33 |
30 |
30 |
33 |
х |
15 |
15 |
15 |
16 |
18 |
15 |
14 |
15 |
15 |
14 |
16 |
17 |
15 |
15 |
15 |
у |
31 |
31 |
32 |
33 |
35 |
32 |
32 |
32 |
31 |
31 |
33 |
35 |
32 |
31 |
34 |
х |
15 |
17 |
15 |
14 |
15 |
18 |
17 |
17 |
18 |
17 |
17 |
16 |
17 |
18 |
18 |
у |
31 |
36 |
33 |
33 |
33 |
35 |
36 |
34 |
35 |
33 |
32 |
34 |
34 |
34 |
35 |
х |
15 |
17 |
15 |
14 |
13 |
15 |
15 |
16 |
15 |
14 |
14 |
16 |
|
|
|
у |
32 |
34 |
31 |
32 |
30 |
33 |
33 |
33 |
33 |
30 |
30 |
35 |
|
|
|
(35 баллов).
4. Между живым и убойным весом свиней на материале 533 голов был получен = 0,986. Каковы доверительные границы этого коэффициента корреляции при доверительной вероятности 0,95? (30 баллов).
5. Получены следующие данные о продолжительности беременности у кроликов породы шиншилла при различном количестве крольчат в помете (число крольчат в помете х и длительность беременности в днях у):
х |
4 |
1 |
8 |
3 |
5 |
7 |
8 |
4 |
8 |
3 |
4 |
4 |
8 |
8 |
5 |
7 |
6 |
6 |
5 |
у |
31 |
32 |
32 |
31 |
32 |
31 |
31 |
30 |
31 |
31 |
32 |
31 |
30 |
32 |
32 |
31 |
31 |
31 |
32 |
х |
6 |
9 |
6 |
6 |
5 |
7 |
8 |
10 |
6 |
7 |
6 |
7 |
6 |
5 |
10 |
7 |
8 |
8 |
6 |
у |
31 |
31 |
31 |
32 |
32 |
31 |
30 |
32 |
31 |
31 |
31 |
32 |
32 |
31 |
31 |
31 |
31 |
31 |
32 |
х |
6 |
5 |
4 |
6 |
8 |
6 |
5 |
8 |
7 |
6 |
5 |
9 |
5 |
3 |
4 |
7 |
8 |
9 |
5 |
у |
33 |
33 |
30 |
31 |
31 |
31 |
32 |
31 |
31 |
32 |
33 |
32 |
31 |
31 |
31 |
31 |
30 |
31 |
32 |
Определите, существует ли зависимость между продолжительностью беременности и численностью детенышей? (30 баллов)
6. Учитывали плодовитость самок серебристо-черных лисиц х в совхозе «Белорусский» и плодовитость их дочерей у:
х |
6 |
7 |
5 |
6 |
5 |
5 |
4 |
5 |
5 |
4 |
6 |
7 |
6 |
5 |
6 |
у |
4 |
5 |
4 |
4 |
6 |
2 |
3 |
3 |
2 |
6 |
6 |
9 |
7 |
2 |
4 |
Позволяют ли полученные данные говорить о связи между плодовитостью матерей и плодовитостью их дочерей? (30 баллов).
7. Были получены следующие данные о массе ягнят (одинцов) у и массе баранов – их отцов х (в кг):
х |
48,5 |
76,6 |
72,2 |
67,0 |
66,5 |
63,3 |
65,4 |
63,9 |
у |
4,03 |
4,56 |
4,79 |
4,49 |
4,32 |
4,59 |
4,25 |
4,67 |
х |
63,1 |
63,0 |
62,5 |
62,2 |
61,0 |
60,2 |
60,0 |
59,6 |
у |
4,29 |
4,57 |
4,20 |
4,12 |
4,13 |
4,70 |
3,80 |
4,23 |
Хорошо ли согласуются данные результаты? (30 баллов).
8. При объединении ряда данных о корреляции между длиной крыла и длиной хоботка у пчел = 0,721 (n = 126 пчелам). Каковы его доверительные границы при Р = 99%? (25 баллов)
9. У серебристо-черных лисиц были измерены длина туловища (х) и длина хвоста (у):
х |
65 |
70 |
65 |
66 |
65 |
71 |
68 |
64 |
57 |
66 |
65 |
67 |
62 |
67 |
62 |
у |
41 |
40 |
40 |
40 |
40 |
40 |
42 |
39 |
38 |
41 |
43 |
39 |
45 |
43 |
38 |
х |
63 |
57 |
64 |
66 |
69 |
58 |
63 |
67 |
67 |
67 |
65 |
65 |
67 |
70 |
65 |
у |
40 |
40 |
41 |
45 |
43 |
37 |
45 |
38 |
39 |
37 |
42 |
38 |
38 |
38 |
38 |
х |
71 |
69 |
64 |
64 |
66 |
69 |
72 |
66 |
66 |
67 |
66 |
76 |
68 |
71 |
71 |
у |
40 |
39 |
43 |
43 |
42 |
40 |
41 |
47 |
47 |
40 |
40 |
41 |
40 |
41 |
34 |
Подтверждают ли эти данные предположение о существовании зависимости между длиной туловища и длиной хвоста у лисиц? (30 баллов).
10. Были получены следующие данные о массе х (кг) и длине туловища у (см) серебристых лисиц:
х |
65 |
70 |
65 |
66 |
65 |
71 |
68 |
64 |
57 |
66 |
65 |
67 |
62 |
67 |
62 |
у |
41 |
40 |
40 |
40 |
40 |
40 |
42 |
39 |
38 |
41 |
43 |
39 |
45 |
43 |
38 |
х |
63 |
57 |
64 |
66 |
69 |
58 |
63 |
67 |
67 |
67 |
65 |
65 |
67 |
70 |
65 |
у |
40 |
40 |
41 |
45 |
43 |
37 |
45 |
38 |
39 |
37 |
42 |
38 |
38 |
38 |
38 |
Существует ли связь между массой и длиной туловища у лисиц? (30 баллов).
11. Были получены следующие данные о массе х (г) левой камеры сердца и размеру клеточных ядер у (μ) в мышцах сердца:
х |
632 |
207 |
221 |
256 |
262 |
273 |
289 |
292 |
304 |
328 |
372 |
397 |
460 |
291 | |
у |
28,4 |
16,6 |
18,0 |
15,9 |
20,7 |
19,4 |
19,8 |
21,0 |
23,0 |
13,6 |
19,6 |
22,9 |
19,4 |
11,7 |
Ввиду резко асимметричного распределения вариант по ряду х примените для установления связи коэффициент ранговой корреляции Спирмэна. (40 баллов).
12. На 12 экземплярах солонгая (Mustela altaica) были получены следующие данные о длине тела х (мм), хвоста у (мм) и общей массе z (г):
х |
172 |
175 |
163 |
165 |
161 |
174 |
159 |
154 |
163 |
172 |
164 |
172 |
у |
81 |
90 |
74 |
78 |
70 |
86 |
80 |
70 |
79 |
81 |
77 |
81 |
z |
83 |
110 |
72 |
84 |
86 |
130 |
116 |
80 |
122 |
83 |
94 |
83 |
Определите путем вычисления коэффициента ранговой корреляции, есть ли связь между длиной тела и хвоста и длиной тела и массой солонгаев. Оцените степень достоверности полученных коэффициентов ранговой корреляции. (35 баллов).
13. Были получены следующие данные о массе х (кг) и размерах шкурки – длина у и ширина z (см) – бобров, добытых в октябре – декабре:
x |
8,9 |
13,3 |
14,35 |
19,0 |
29,6 |
5,4 |
6,45 |
7,0 |
11,1 |
y |
76 |
92 |
85 |
104 |
105 |
69 |
71 |
83 |
85 |
z |
37 |
49 |
48 |
54 |
44 |
35 |
35 |
42 |
42 |
Определите, существует ли зависимость между этими признаками. (40 баллов).
14. У 25 экземпляров днепровского ерша были изучены: длина тела х (см), масса у (г) и масса гонад z (г):
х |
10 |
10 |
10,4 |
10,4 |
10,5 |
10,5 |
10,6 |
10,7 |
10,7 |
10,7 |
10,8 |
10,8 |
10,9 |
у |
19,0 |
20,0 |
28,0 |
35,0 |
27,0 |
26,0 |
28,0 |
28,0 |
30,0 |
27,0 |
29,0 |
27,0 |
31,0 |
z |
2,2 |
2,1 |
3,1 |
4,4 |
3,5 |
2,9 |
3,8 |
3,2 |
2,1 |
2,6 |
3,4 |
2,8 |
3,2 |
х |
11,0 |
11,0 |
11,0 |
11,0 |
11,1 |
11,2 |
11,3 |
11,3 |
11,5 |
12,5 |
12,6 |
13,6 |
|
у |
27,0 |
31,0 |
30,0 |
28,0 |
32,0 |
45,0 |
31,0 |
35,0 |
37,0 |
49,0 |
54,0 |
56,0 |
|
z |
3,2 |
3,3 |
4,0 |
3,4 |
2,6 |
3,2 |
2,8 |
4,6 |
3,8 |
6,7 |
7,0 |
8,7 |
|
Определите, существует ли зависимость между этими признаками. Рассчитайте значения выборочных средних арифметических с их ошибками. (35 баллов).
15. У 16 экземпляров щук были измерены длина тела х (см), масса у (г) и масса икры z (г):
х |
33,4 |
32,8 |
38,0 |
33,4 |
42,5 |
90,0 |
38,0 |
67,0 |
у |
456 |
375 |
484 |
456 |
788 |
7900 |
9581 |
3550 |
z |
32 |
34 |
24 |
19 |
126 |
744 |
42 |
579 |
х |
35,4 |
42,8 |
36,0 |
50,5 |
53,4 |
62,0 |
64,0 |
71,0 |
у |
478 |
783 |
365 |
1300 |
1998 |
2320 |
3650 |
3450 |
z |
49 |
138 |
22 |
110 |
287 |
149 |
461 |
202 |
Определите, существует ли зависимость между этими признаками. (40 баллов).
16. Коровы холмогорские помеси 2-го поколения по высоте в холке х, глубине груди у и ширине в моклоках z были следующими:
х |
125 |
126 |
133 |
130 |
126 |
132 |
130 |
130 |
122 |
133 |
131 |
у |
69 |
69 |
70 |
71 |
68 |
73 |
72 |
72 |
66 |
76 |
70 |
z |
56 |
52 |
49 |
53 |
42 |
56 |
53 |
53 |
51 |
57 |
50 |
х |
131 |
138 |
132 |
127 |
125 |
122 |
123 |
128 |
126 |
126 |
124 |
у |
57 |
73 |
71 |
71 |
68 |
67 |
69 |
70 |
70 |
65 |
68 |
z |
55 |
50 |
54 |
53 |
50 |
50 |
49 |
52 |
52 |
51 |
52 |
Определите, хорошо ли согласуются результаты измерений признаков между собой? (40 баллов).
17. В опытах по кормлению крыс в течение 28 дней были получены следующие данные (г) (начальная масса x1, количество скормленной пищи х2, конечная масса у):
x1, |
16,9 |
12,2 |
13,4 |
15,0 |
13,8 |
17,8 |
20,4 |
7,9 |
16,0 |
12,8 |
х2 |
105 |
96 |
90 |
24 |
153 |
82 |
88 |
66 |
118 |
135 |
у |
20,2 |
20,5 |
18,9 |
26,4 |
25,4 |
9,4 |
21,2 |
9,2 |
41,1 |
31,3 |
x1, |
25,8 |
15,8 |
18,1 |
13,3 |
20,1 |
10,1 |
17,1 |
21,0 |
23,7 |
11,2 |
х2 |
98 |
116 |
104 |
99 |
153 |
98 |
103 |
112 |
133 |
80 |
у |
14,8 |
9,7 |
11,3 |
26,0 |
44,7 |
21,0 |
25,2 |
13,7 |
38,5 |
5,8 |
Определите тесноту и направление связи между: 1) между х1 и х2; 2) между х1 и у; 3) между х2 и у. (40 баллов).
18. В 12 анализах крови определяли: х – число эритроцитов (в миллионах), у – содержание гемоглобина (%) и z – оседание крови за 24 часа (мм):
х |
0,80 |
0,71 |
2,63 |
3,19 |
2,80 |
3,14 |
3,21 |
3,28 |
3,63 |
3,30 |
4,10 |
3,29 |
у |
22 |
45 |
61 |
66 |
72 |
83 |
73 |
82 |
78 |
82 |
81 |
82 |
z |
8 |
18 |
24 |
26 |
28 |
29 |
30 |
30 |
30 |
30 |
32 |
32 |
Хорошо ли согласуются результаты? (35 баллов).
19. Изучали зависимость между массой тела гамадрилов-матерей и их новорожденных детенышей. Под наблюдением находилось 10 обезьян. Результаты наблюдений приведены в таблице:
Масса матерей, кг |
10,0 |
10,8 |
11,3 |
10,0 |
10,1 |
11,1 |
11,3 |
10,2 |
13,5 |
12,3 |
Масса детенышей, кг |
0,70 |
0,73 |
0,75 |
0,70 |
0,65 |
0,65 |
0,70 |
0,61 |
0,70 |
0,63 |
Подтверждают ли эти данные предположение о существовании связи между массой тела у гамадрилов-матерей и гамадрилов – детенышей? (30 баллов).
20. Изучали зависимость между массой живого тела и содержанием гемоглобина (по Сали) в крови павианов-гамадрилов. Результаты наблюдений приведены в таблице:
№ |
Масса, кг |
Содержание гемоглобина, у |
1 |
17 |
70 |
2 |
18 |
74 |
3 |
18 |
78 |
4 |
19 |
72 |
5 |
19 |
77 |
6 |
20 |
76 |
7 |
21 |
88 |
8 |
22 |
80 |
9 |
23 |
77 |
10 |
25 |
86 |
Рассчитайте ранговый коэффициент корреляции (30 баллов).
21. Определите, существует ли зависимость между высотой растений в см (x) и длиной максимального стеблевого листа в мм (y) у нивяника обыкновенного:
х |
48 |
48 |
40 |
44 |
45 |
66 |
60 |
54 |
69 |
33 |
45 |
43 |
44 |
48 |
37 |
50 |
38 |
43 |
y |
18 |
13 |
11 |
12 |
14 |
18 |
20 |
21 |
22 |
12 |
16 |
13 |
13 |
18 |
14 |
14 |
12 |
14 |
(30 баллов).