07反转实验设计(交叉设计).doc

第七节 交叉设计 交叉设计亦称反转实验设计，是指在同一实验中将实验单位分期进行、交叉反复二次以上的实验设计措施在动物实验中，为了提高实验的精确性，规定选用在遗传及生理上相似或相似的实验动物，但这在实践中往往不易满足如进行奶牛的泌乳实验时，要选择若干头品种、性别、年龄、胎次等条件都相似的奶牛是很困难的为了较好地消除实验动物个体之间以及实验时期间的差别对实验成果的影响，可采用交叉设计法常用的有2×2和2×3交叉设计，见表12-14和12-15 表12-14 2×2交叉设计 表12-15 2×3交叉设计群别时 期群别时 期IIIIIIIII1解决对照1解决对照解决2对照解决2对照解决对照一、2×2交叉设计与分析 2×2交叉设计就是两组实验动物分两期一次交叉的实验设计下面举例阐明实验成果的分析措施 【例12.5】为了研究饲料新配方对奶牛产奶量的影响，设立对照饲料A1和新饲料配方A2两个解决，选择条件相近的奶牛10头，随机分为B1、B2两组，每组5头，预试期1周实验分为C1、C2两期，每期两周，按2×2交叉设计进行实验实验成果列于表12-16。

试检查新饲料配方对提高产奶量有无效果 对于2×2交叉实验资料，采用单因素二水平差值d的方差分析法(Lucas)或t检查法(明道绪)进行分析两种分析措施的无效假设、备择假设均为： (一) 方差分析法 此例解决数k=2，反复数r=5先计算出两个时期产奶量的差d=C1-C2，以及，见表12-16 1、计算各项平方和与自由度 矫正数 总平方和 解决平方和 误差平方和 总自由度 解决自由度 误差自由度 表12-16 【例12.5】实验成果 (单位：公斤/头·日)时 期C1C2d=C1-C2处 理A1A2d1d2B1组B1113.815.5-1.7B1216.218.4-2.2B1313.516.0-2.5B1412.815.8-3.0B1512.514.5-2.0处 理A2A1B2组B2114.313.50.8B2220.215.44.8B2318.614.34.3B2417.515.22.3B2514.013.01.0 总 和 T1=-11.4 T2=13.2 2、列出方差分析表，进行F检查表12-17 【例12.5】实验资料方差分析表变异来源SSdfMSFF0.01(1, 8)处 理60.5160160.5233.16**11.26误 差14.600081.83总变异75.1169 由于解决F值33.16>F0.01(1, 8)，P<0.01，否认，接受，表白新配方饲料与对照饲料平均产奶量差别极明显，这里体现为新配方饲料的平均产奶量极明显高于对照饲料的平均产奶量。

(二) t检查法 检查公式为： （12-5） 其中： ——差数平均数差别原则误 r, s 分别为两组实验个体数 此例，r=s=5, 由df=(r-1)+(s-1)=(5-1)+(5-1)=8查临界t值得：t0.01(8)=3.355，由于|t|=5.7854> t0.01(8)，P<0.01，否认，接受，表白新配方饲料与对照饲料平均产奶量差别极明显检查成果与方差分析法一致二、2×3交叉设计与分析 2×3交叉设计就是将实验动物分三期两次交叉的实验设计对于2×3交叉实验资料，亦采用方差分析法或t检查法进行分析 【例12.6】 为了研究饲喂尿素对奶牛产奶量的影响，设立尿素配合饲料A1和对照饲料A2两个解决，选择条件相近的奶牛6头，随机分为B1、B2两组，每组3头，实验分C1、C2、C3三期(每期20天)，B1组(B11，B12，B13)按A1—A2—A1顺序予以饲料，B2组(B21，B22，B23)按A2—A1—A2顺序予以饲料，预饲期1周。

实验成果列于表12-8，试检查尿素对提高奶牛的产奶量有无效果 按公式d=C1-2C2+C3分别计算出B1组的差d1和B2组的差d2及T1、T2两种措施的无效假设与备择假设均为, (一) 方差分析法 此例，解决数k=2，反复数r=3 1、计算各项平方和与自由度 矫正数 总平方和 解决平方和 误差平方和 总自由度 解决自由度 误差自由度 表12-18 【例12.6】 实验成果 (单位：公斤/头·日)时 期C1C2C3d=C1-2C2-C3处 理A1A2A1d1d2B1组B1111.3211.3611.31-0.09B1213.6713.4013.830.70B1318.7416.3416.392.45处 理A2A1A2B2组B2111.6511.1911.120.39B2213.5713.8713.41-0.76B2311.5410.9710.660.26 总 和 T1=3.06 T2=-0.11 2、列出方差分析表，进行F检查表12-9 【例12.6】实验资料方差分析表变异来源SSdfMSFF0.05(1, 4)处 理1.674811.67481.60ns7.71误 差4.172741.0432总变异17.725 F检查成果表白，在对照饲料基本上添加尿素对提高奶牛产奶量效果不明显。

(二) t检查法 2×3交叉实验资料分析的t检查公式与2×2交叉实验资料分析的t检查相似 此例 r=s=3, T1=3.06, T2=-0.11, 由df=(r-1)+(s-1)=(3-1)+(3-1)=4查临界t值，得：t0.05(4)=2.776，由于t=1.26720.05，表白在对照饲料上添加尿素与否，奶牛产奶量差别不明显检查成果与方差分析法相似三、交叉设计的优缺陷及注意事项 (一) 交叉设计的优缺陷1、重要长处 交叉设计可以消除个体间及实验时期间的差别对实验成果的影响，进一步突出解决效应，提高了实验的精确性因此，交叉设计特别合用于个体差别较大的动物实验，如大动物和兽医学实验等此外，交叉实验成果的分析较为简便2、重要缺陷 与拉丁方设计相比，交叉设计不能得到有关个体差别和实验期差别大小的信息；若与有反复的多因素实验相比，还不能得到因素之间交互作用的信息因此，交叉设计合用范畴有一定的局限性 (二) 应用交叉设计须注意的问题1、解决因素、时期、个体间不存在交互作用 如果交叉实验中解决因素、时期、个体有交互作用，这些交互作用效应就会归入误差项中，使误差估计值增大，从而减少实验的精确性。

2、要注意实验与否有解决残效 在交叉实验中，解决轮流更换，如果前一种解决有效应残存，则观测值的线性模型条件就不能成立为解决这个问题，可设立合适的预试期和间歇期对于残效不能消失的解决，例如带有破坏性且不能恢复的实验，则不适宜采用交叉设计3、采用Lucas提出的方差分析法分析2×2、2×3交叉实验资料时规定各实验组动物的头数相等 如在【例12.6】中，第一组按A1—A2—A1的顺序予以饲料，第二组按A2—A1—A2顺序予以饲料，每头奶牛被分派到哪一组，是随机拟定的，但两个组的奶牛头数必须相等只有这样才干通过Σd1j-Σd2j而使实验期的效应互相抵消采用明道绪提出的t检查法分析2×2、2×3交叉实验资料时，不规定两组实验个体数相等因而t检查法应用范畴更广，且计算环节也较为简要。