Задание по дисциплине «Основы биометрического анализа» для студентов 3 курса, профили «Биофизика» и «Генетика»
По теме: «Сравнение двух выборок»
Примечание к задачам:
1). В задачах №1 и №2 в ответе указать:
А). объёмы выборок;
Б). среднее±станд.погрешность (для выборок с нормальным распределением) либо медиану и квартили (для выборок с распределением, отличным от нормального);
В). в качестве доказательства нормальности/ненормальности распределений нужно привести значение критерия Шапиро – Уилка и соответствующее значение p (помните, что в случае малых выборок нормальность не исследуют);
Г). значение критерия (Стьюдента или Манна – Уитни, свой выбор нужно объяснить) и соответствующее значение p;
Д). в случае использования критерия Стьюдента нужно указать, использовался ли подход Вэлча (т. е. дисперсии статистически значимо различались в двух выборках) или нет и как определяли равенство дисперсий (значение F-критерия и значение p к нему).
2). В задачах №3 и №4 в ответе указать:
А). объёмы выборок;
Б). долю (т. е. относительную частоту) объектов с разными значениями признака для каждой выборки; доля обозначается буквой ν (либо в виде доли единицы (до тысячных), либо как процент (до десятых)); значение относительной частоты нужно сопроводить 95%ДИ (рассчитывается через меню Univariate – Single proportion test);
В). значение критерия χ2 (со степенями свободы) и соответствующее значение p к нему, либо значение p для точного критерия Фишера (свой выбор нужно объяснить); если Фишером не считается, а χ2 использовать нельзя, приводите p, вычисленное с помощью рандомизационной техники (число перестановок (по умолчанию 9999) нужно повышать до тех пор, пока третий знак после запятой у p не перестанет меняться).
|
|
В задаче №4 не забудьте указать отношение шансов и 95% ДИ к нему.
Во всех задачах выводы должны быть полными (а не только «есть/нет различия») и иметь отношения к условиям задачи.
Задача №1.
В связи с расширением сферы применения источников ионизирующего излучения остро встаёт вопрос о поиске антиоксидантов, могущих служить профилактическим средством против радиационных поражений. Поэтому было проведено изучение протекторных свойств нового антиоксиданта – астаксантина, имеющего природное происхождение. Для этого образцы лейкоцитов подвергали действию острого гамма-облучения. Перед облучением образцы лейкоцитов помещали либо в питательную среду без добавок, либо с добавлением астаксантина. Таким образом все образцы были разделены на две группы:
1). Клетки, к которым добавили астаксантин (опытная группа, n=30).
2). Клетки, находящиеся в обычной питательной среде без добавления антиоксиданта (контрольная группа, n=30).
После облучения измеряли индекс выживаемости клеток (чем выше значение индекса, тем большая доля клеток выжила). Получены следующие результаты:
Выживаемость лейкоцитов
| Астаксантин | Контроль |
| 0,55 | 0,67 |
| 0,43 | 0,78 |
| 0,67 | 0,77 |
| 0,21 | 0,42 |
| 0,98 | 0,38 |
| 0,76 | 0,45 |
| 0,91 | 0,43 |
| 0,77 | 0,18 |
| 0,77 | 0,92 |
| 0,96 | 0,67 |
| 0,85 | 0,26 |
| 0,79 | 0,25 |
| 0,56 | 0,35 |
| 0,76 | 0,43 |
| 0,86 | 0,21 |
| 0,25 | 0,19 |
| 0,89 | 0,45 |
| 0,79 | 0,42 |
| 0,78 | 0,47 |
| 0,98 | 0,19 |
| 0,86 | 0,78 |
| 0,83 | 0,38 |
| 0,88 | 0,77 |
| 0,75 | 0,92 |
| 0,80 | 0,35 |
| 0,79 | 0,26 |
| 0,75 | 0,25 |
| 0,82 | 0,47 |
| 0,85 | 0,18 |
| 0,99 | 0,21 |
Каким критерием лучше воспользоваться в данном случае (Стьюдента или Манна – Уитни) и почему? Есть ли статистически значимые различия в значениях индекса выживаемости между двумя группами?
|
|
Задача №2.
При оценке воздействия радиационных катастроф на гидробиоценозы наиболее показательным параметром является генетический гомеостаз рыб. Группа учёных провела оценку состояния ядерной ДНК у плотвы, обитающей в реке, в которую вёлся сброс жидких радиоактивных отходов. Состояние ядерной ДНК определялась в образцах эритроцитов (у рыб эти клетки содержат ядра), которые исследовались с помощью метода ДНК-комет: обработанные ферментами клетки подвергались электрофорезу в геле, в результате которого из ядер клеток выходила ДНК, образуя своеобразный «хвост»; по длине хвоста (в микрометрах) судят о степени повреждённости интактной ДНК (т. е. до ДНК до проведения анализа): чем длиннее хвост, тем больше повреждений в ДНК клеток. Для сравнения проводили исследование плотвы, выловленной из незагрязнённой реки. Получены следующие результаты.
Степень повреждённости ДНК в клетках плотвы
| Длина хвоста в тесте ДНК-комет, мкм | |
| Плотва из радиационно загрязнённой реки (n=40) | Плотва из незагрязнённой реки (n=42) |
| 21,7 | 10,0 |
| 23,5 | 13,5 |
| 24,7 | 14,7 |
| 26,2 | 16,1 |
| 32,4 | 17,1 |
| 21,7 | 10,0 |
| 45,2 | 16,4 |
| 35,6 | 5,2 |
| 41,2 | 31,0 |
| 19,0 | 9,3 |
| 18,3 | 8,2 |
| 17,2 | 7,9 |
| 17,5 | 7,5 |
| 16,1 | 10,2 |
| 15,2 | 22,3 |
| 14,7 | 4,8 |
| 21,7 | 10,0 |
| 12,2 | 2,0 |
| 21,8 | 11,1 |
| 10,5 | 1,0 |
| 5,2 | 1.2 |
| 39,1 | 13,1 |
| 36,1 | 4,3 |
| 21,7 | 11,6 |
| 10,4 | 1,0 |
| 11,1 | 1,1 |
| 21,6 | 11,6 |
| 21,7 | 11,7 |
| 21,8 | 11,8 |
| 31,2 | 17,2 |
| 30,5 | 20,6 |
| 36,1 | 15,2 |
| 3,1 | 6,1 |
| 30,4 | 20,1 |
| 2,0 | 10,3 |
| 1,8 | 3,4 |
| 25,1 | 13,2 |
| 24,2 | 12,5 |
| 1,4 | 10,2 |
| 1,2 | 19,1 |
| 10,2 | |
| 22,1 |
Различаются ли статистически значимо две группы между собой? Какой критерий Вы использовали и почему?
|
|
Задача №3.
Известно, что ионизирующая радиация является мощным индуктором оксидативного стресса (ОС) в организме. Одним из проявлений ОС является повышение концентрации оксида азота (NO) в крови. Группой исследователей были проанализированы частоты встречаемости повышенного уровня оксида азота в крови среди лиц, подвергавшихся хроническому ионизирующему облучению, а также среди необлучённых лиц.
Частота лиц с повышенными уровнями оксида азота в крови
| Повышенная концентрация оксида азота (NO) в крови | Нормальная концентрация оксида азота (NO) в крови | |
| Хроническое облучение | ||
| Необлучённый контроль |
Есть ли статистически значимые различия в частотах встречаемости высокого уровня оксида азота в крови между двумя группами? Какой критерий Вы использовали (Хи-квадрат или точный критерий Фишера) и почему?
Задача №4.
Для наиболее эффективной профилактики канцерогенеза на территориях, население которых подверглось радиационному облучению, необходимо выделить факторы онкологического риска. В одном исследовании в качестве подобного фактора было использовано наличие мутации в гене репарации Tp53 (предполагается, что наличие мутации в этом гене снижает способность к репарации ДНК в ответ на её повреждение и увеличение вероятности злокачественного перерождения клетки). Было сформировано две группы обследуемых лиц:
– лица, подвергающиеся хроническому облучению (104 человека);
– группа контроля (необлучённые) (73 человека).
У каждого человека в обеих группах генетическими методами было определено наличие/отсутствие мутации гена Tp53. Получены следующие результаты: