常用生物统计学与生物信息学软件实用教程

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内容简介

《常用生物统计学与生物信息学软件实用教程》以生命科学研究的一般规律为主线,以生物统计学与生物信息学软
件为主,深入浅出地介绍生命科学研究中常用的软件,以便学生在本科阶段初
步掌握生物统计学与生物信息学相关的软件操作。其包括统计类软件如正交设
计助手、Excel、Origin、SPSS、Minitab 和DPS,生物信息学软件和工具如
NCBI、DNA 序列比对和系统发育树的构建、引物设计、DNAMAN 软件,以及科技
写作相关的软件和工具等。

目录

目  录
前 言
第一篇 生物统计类软件 1
第一章 正交设计助手 2
第二章 响应面设计软件Design Expert 6
1.安装 6
2.PB 设计 7
3.BBD 12
第三章 电子表格软件Excel 20
1.图表的制作 20
2.分析工具库的加载 23
3.数据资料的整理与描述 24
4.两平均数的差异显著性检验 28
5.方差分析 32
6.回归与相关分析 35
第四章 科学作图软件Origin 40
1.安装 40
2.对几组数据进行自动运算 40
3.作柱状、条状或折线图,加误差线 42
4.多坐标轴图 45
5.多屏图 46
6.红外光谱作图 49
7.直线回归 50
第五章 统计学软件SPSS 53
1.t 检验 53
2.方差分析 60
3.作图 69
4.直线回归 74
5.正交表的生成 76
第六章 统计学软件Minitab 82
1.数据操作 82
iv ? 常用生物统计学与生物信息学软件实用教程
2.常用图形的操作 86
3.t 检验 89
4.响应面设计 90
第七章 数据处理系统DPS 96
1.两个样本平均数的差异显著性检验 96
2.方差分析 99
3.卡方检验 109
4.回归分析与相关分析 111
第二篇 常用生物信息学软件和工具 116
第八章 NCBI 数据库的利用 117
1.进入NCBI 主页 117
2.使用Entrez 搜索 117
3.利用BankIt 向GenBank 数据库在线提交序列 122
第九章 DNA 序列比对和系统发育树的构建 126
第十章 实时定量PCR 目的基因保守区的查找 136
1.背景知识 136
2.操作举例 137
3.思考 142
第十一章 引物设计软件Primer Premier 144
第十二章 多用生物信息学软件DNAMAN 150
1.向DNAMAN 中导入序列 150
2.序列比对分析 152
3.序列同源性分析 155
4.PCR 引物设计 159
5.限制性酶切位点分析 161
6.绘制质粒模式图 164
7.蛋白质分析 166
第三篇 其他科研软件和工具 168
第十三章 文献检索 169
1.中英文文献检索 169
2.专利文献检索 172
3.免费网络资源 176
第十四章 科技写作相关软件 178
目  录 ? v
1.Word 中与科技写作相关的操作 178
2.文献管理软件EndNote 186
3.文本整理器 192
参考文献 196
附录 197
附录1 实用软件下载方法 198
1.图书馆主页 198
2.利用网络引擎 199
3.360 软件管家 200
4.专业下载网站 200
5.文档共享网站 201
6.论坛相关版块 201
附录2 实用小软件 203
1.PDF 合并 203
2.PDFMate PDF Converter 204
3.备忘软件和工具 205
4.分子质量计算器 206
5.抽签软件 207
6.专业词典 207
附录3 生物统计学及生物信息学软件参考大纲 208
附录4 期末考核参考题目 209
附录5 本科毕业论文问题 216
1.论文提纲 216
2.参考文献 216
3.英文字母和数字格式 217
4.标题编号 217
5.结果部分 218
6.讨论部分 218

摘要与插图

第一篇
生物统计类软件
本篇中的生物统计类软件是指试验设计、数据整理、科学作图和统计分析
相关的软件。
试验设计是从事科学研究的设想和计划,是进行科学研究先必须经过的
步骤,也是能否达到研究目的的关键所在,主要包括课题研究设计和试验操
作设计。在这里仅提因素和水平的设计,主要应用于优化试验,如发酵培养
基配方优化、药用植物有效成分提取参数优化等,除单因素试验设计(简单
比较法)外,还有部分因子设计[ 如Plackett-Burman(PB) 设计]、正交设计、
均匀设计和响应面设计[ 包括Box-Behnken Design(BBD) 和Central Composite
Design(CCD)],本书主要涉及PB 设计、正交设计和BBD,可以借助于正交设
计助手和响应面设计软件完成。
在本书中数据整理和科学作图的软件主要介绍Excel 和Origin,前者为电
子表格软件,后者为专业科学作图软件。
统计分析主要包括差异显著性分析、作图等,本书主要介绍较为简单
易学的Statistical Product and Service Solutions(SPSS) 和Data Processing System
(DPS),Minitab 为选学内容,Statistics Analysis System(SAS) 等专业统计软件不
介绍。此外,Excel 和Origin 也可进行数据的统计分析。
第一章 正交设计助手
正交试验设计是研究多因素多水平的一种设计方法,根据正交性从全面试验中
选择部分有代表性的点进行试验,这些点具有“均匀分散、齐整可比”的特点,是
一种、快速、经济的试验设计方法。正交试验法优点有:①试验点代表性强,
试验次数少;②不需做重复试验,就可以估计试验误差;③可以分清因素的主次;
④可以使用数理统计的方法处理试验结果,归纳出组合。
正交表是一整套规则的设计表格,L 表示正交表的符号。例如,L9(34) 的各组成
部分的含义如下。
一个正交表中也可以各列的水平数不相等,称为混合型正交表,如L8(4×24),
此表的5 列中,有1 列为4 水平,4 列为2 水平。本科阶段一般不要求掌握混合型
正交表的设计与试验结果分析。
网上共享版本下载解压后,双击“ ”
即可,界面较为简洁,可完成一般的正交试
验的因素和水平设计、正交表自动生成、
正交试验结果分析等,如图1-1 所示。
例如,设计一个药物有效成分提取工艺
优化试验,对提取温度、提取时间和用碱量
进行优化,经单因素试验检验,设计各因素的水平见表1-1。
表1-1 因素水平表
水平温度(A)/℃ 时间(B)/min 用碱量(C) 虚拟因素
1 80 90 5% 1
2 85 120 6% 2
3 90 150 7% 3
加上虚拟因素共4 个因素,3 个水平,标准正交试验次数为水平数的平方,因
此共32 = 9 次试验。其操作步骤如下。
图1-1
第一篇 生物统计类软件 ? 3
点击菜单“文件”→“新建工程”,再点击菜单“实验”→“新建实验”,即
得如图1-2 所示窗口。
填入“实验名称”,选择“标准正交表”(图1-3)。
图1-2 图1-3
点击“选择正交表”,选择L9-3-4,即4 因素3 水平,共9 个试验(图1-4)。
点击“因素与水平”,按预定的设计填入相应参数,如图1-5 所示。
图1-4 图1-5
点击“确定”,即获得正交表,根据此正交表实施试验,将试验结果依次填
入(图1-6)。
点击“分析”→“直观分析”,得如图1-7 所示结果。
根据直观分析表,可获得各因素的重要性排序和主要因素、各因素的水平,
以及各因素水平的组合等信息。例如,由极差分析可知,虚拟因素各水平极
差,说明试验误差在可控范围内,试验结果可靠。3 个因素的重要性依次为:
温度>用碱量>时
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