Biometria
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Exercícios 3 - Qui Quadrado - Resolução


3.1. Um dado cruzamento gera, na prole, uma proporção de 210 : 90.

a. Quantos graus de liberdade há nesse caso?
GL = Número de classes – 1 = 2 - 1 = 1

b. Calcule o qui-quadrado para a hipótese 2:1.
Observados = o = 210 + 90 = 300
Somatória das proporções = 2 + 1 = 3
300/3 = 100
Portanto, esperados = e = 200:100

Hipótese

2

1

3


obs1

obs2

total

Obs.

210

90

300

Esp.

200,0000

100,0000



esp1

esp2


Cálculo dos Qui parciais




(o-e)2/e

0,5000

1,0000


Valor de Qui Quadrado =



1,5000


c. Calcule o qui-quadrado para a hipótese 3:1:

Hipótese

3

1

4


obs1

obs2

total

Obs.

210

90

300

Esp.

225,0000

75,0000



esp1

esp2


Cálculo dos Qui parciais




(o-e)2/e

1,0000

3,0000


Valor de Qui Quadrado =



4,0000


d.
O desvio é significativo em ambos os casos?
Para a = 5% e GL = Número de classes: 2-1 = 1 e = 3,841
Na hipótese 3:1 P está entre 0,02 e 0,05
Na hipótese 2:1 P está entre 0,30 e 0,20
O desvio só é significativo na hipótese 3:1, em que o valor obtido de qui quadrado é maior que o qui quadrado crítico (3,841)

e. Qual deve ser a explicação genética preferida?
É a hipótese 2:1 (Herança determinada por um par de alelos com gene letal dominante), pois nela os observados não são estatisticamente diferentes dos esperados


3.2. Sabe-se o valor de qui-quadrado para as proporções de uma progênie contra duas expectativas A e B. O valor de A é menor que o de B.
a. Qual das hipóteses, A ou B, adapta-se melhor aos dados observados?
É a hipótese A, pois quanto menor for o valor de Qui quadrado maior será a probabilidade de sua ocorrência.

b. Para qual das expectativas, A ou B, será mais baixo o valor de P?
Para a hipótese B, pois quanto maior for o valor de Qui quadrado menor será a probabilidade de sua ocorrência.


3.3.
Eis alguns resultados obtidos por Mendel com a ervilha de cheiro. Teste cada qual quanto ao grau de ajuste com as hipóteses dadas:


CRUZAMENTO

PROLE

HIPÓTESE

a.

Cotilédones amarelos e verdes

(F2) 6022 : 2001

3:1

b.

Flores violetas e brancas

(Filhos) 47 : 40

1:1

c.

Amarelas lisas (F1) e verdes rugosas

24: 25: 22: 27

1:1:1:1

d.

Amarelas lisas e verdes rugosas

(F2) 315: 108: 101: 32

9:3:3:1


a. Cotilédones amarelos e verdes

Hipótese

3

1

4


obs1

obs2

total

Obs.

6022

2001

8023

Esp.

6017,2500

2005,7500



esp1

esp2



Cálculo dos Qui parciais

(o-e)2/e

0,0037

0,0112


Valor de Qui Quadrado = 0,0150, sendo que 0,95>P>0,90

Como há 2 classes, GL= 1, o valor de Qui quadrado crítico é igual a 3,841e o valor de P está entre 70 e 80%, e o valor de Qui quadrado não é significativo.
Conclui-se que os valores esperados não são diferentes dos observados.
Portanto a hipótese que inclui a proporção 3:1, (Herança determinada por um par de alelos, com dominância, no cruzamento entre heterozigotos) explica os resultados encontrados.

b. Flores violetas e brancas

Hipótese

1

1

2


obs1

obs2

total

Obs.

47

40

87

Esp.

43,5000

43,5000



esp1

esp2


Cálculo dos Qui parciais

(o-e)2/e

0,2816

0,2816


Valor de Qui Quadrado = 0,5632, sendo que 0,50>P>0,30

Como há 2 classes, GL= 1, o valor de Qui quadrado crítico é igual a 3,841 e o valor de P está entre 30 e 50%, e o valor de Qui quadrado não é significativo. Conclui-se que os valores esperados não são diferentes dos observados.
Portanto a hipótese que inclui a proporção 1:1, (Prole de cruzamento entre um Heterozigoto e um homozigoto recessivo) explica os resultados encontrados.

c. Amarelas lisas (F1) e verdes rugosas

Prop:

1

1

1

1

4


obs1

obs2

obs3

obs4

total

Obs.

24

25

22

27

98

Esp.

24,5000

24,5000

24,5000

24,5000



esp1

esp2

esp3

esp4



Cálculo dos Qui parciais

(o-e)2/e

0,0102

0,0102

0,2551

0,2551


Valor de Qui Quadrado
= 0,5306, sendo que 0,95>P>0,90

Como há 4 classes, GL= 3, o valor de Qui quadrado crítico é igual a 7,815 e o valor de P está entre 70 e 80%, e o valor de Qui quadrado não é significativo. Conclui-se que os valores esperados não são diferentes dos observados.
Portanto a hipótese que inclui a proporção 1:1:1:1, (Prole de cruzamento de Duplo Heterozigoto com um Duplo Recessivo) explica os resultados encontrados.

d. Amarelas lisas e verdes rugosas

Prop:

9

3

3

1

16


obs1

obs2

obs3

obs4

total

Obs.

315

108

101

32

556

Esp.

312,7500

104,2500

104,2500

34,7500



esp1

esp2

esp3

esp4


Cálculo dos Qui parciais

(o-e)2/e

0,0162

0,1349

0,1013

0,2176

Valor de Qui Quadrado = 0,4700, sendo que 0,95>P>0,90

Como há 4 classes, GL= 3, o valor de Qui quadrado crítico é igual a 7,815 e o valor de P está entre 70 e 80%, e o valor de Qui quadrado não é significativo. Conclui-se que os valores esperados não são diferentes dos observados.
Portanto a hipótese que inclui a proporção 9:3:3:1, (Prole de cruzamento de Duplos Heterozigotos) explica os resultados encontrados.

Portanto:


CRUZAMENTO

GL

P

Ajuste

a.

Cotilédones amarelos e verdes

0,0150

1

0,95 > P > 0,90

Excelente

b.

Flores violetas e brancas

0,5632

1

0,50 > P > 0,30

Bom

c.

Amarelas lisas (F1) e verdes rugosas

0,5306

3

0,95 > P > 0,90

Excelente

d.

Amarelas lisas e verdes rugosas

0,4700

3

0,95 > P > 0,90

Excelente



3.4. Em um certo período um Pronto Socorro Médico recebeu pacientes distribuídos segundo os dias de atendimento conforme a seguinte tabela:

Dias

Dom

Seg

Ter

Qua

Qui

Sex

Sab

Pacientes

28

25

40

38

33

31

30


A distribuição de pacientes ao longo da semana é homogênea? O que se pode concluir?

Cálculo dos Esperados

Se a distribuição de pacientes ao longo da semana for homogênea o número de esperados será: 225/7 = 32,14 em todos os dias da semana

Cálculo dos Qui quadrados parciais

Dias

Dom

Seg

Ter

Qua

Qui

Sex

Sab

QuiQuadrado

Pacientes

0,5340

1,5873

1,9206

1,0673

0,0229

0,0406

0,1429

5,3156


Como há 7 classes, GL= 6, o valor de Qui quadrado crítico é igual a 12,592 e
o valor de P está entre 50 e 70%, o valor de Qui quadrado não é significativo
Conclui-se que os valores esperados não são diferentes dos observados.
Portanto, o número de pacientes que chega ao pronto socorro não depende do dia da semana.


3.5. Uma droga nova foi testada em 55 pacientes, outros 50 receberam placebo. Deles, 48 dos que receberam a droga melhoraram e 38 dos que receberam placebo melhoraram. A resposta foi contingente ao estímulo?


Droga

Placebo

Total

Melhorou

48

38

86

Não Melhorou

7

12

19

Total

55

50

105



Cálculo dos Esperados

e11 =

45,0476

e12 =

40,9524

e21 =

9,9524

e22 =

9,0476


Cálculo dos Qui parciais



(o11-e11)2/e11

0,1935

(o21-e21)2/e21

0,8758

(o22-e22)2/e22

0,9634

Valor de Qui Quadrado =

2,2456


Como os dados estão em uma tabela 2x2, o número de

GL = Número de linhas - 1 x número de colunas -1 = 2-1 x 2-1 = 1,

O valor de Qui quadrado crítico é igual a 3,841.

O valor de P está entre 10 e 20%, e o valor de Qui quadrado não é significativo.

Conclui-se que os valores esperados não são significativamente diferentes dos observados.

Portanto, as pessoas que receberam o placebo e as que receberam a droga reagiram do mesmo modo.

Conclui-se que a resposta não foi contingente ao estímulo.


3.6. Em 4 estudos populacionais observou-se que os 3 genótipos para um par de alelos apareciam nessas quantidades. Verifique, através do teste de se as populações estão em equilíbrio de Hardy-Weinberg:

Genótipos

BB

Bb

bb

Total

População 1

800

200

0

1000

População 2

200

200

600

1000

População 3

1000

400

100

1500

População 4

340

600

290

1230


Freqüência dos genes (por simples contagem gênica): Freq B = p e Freq b =

População 1: Freq B = p = (800 x 2 + 200) / 2000 = 0,9 e Freq b = q = 1 - 0,9 = 0,1

População 2: Freq B = p = (200 x 2 + 200) / 2000 = 0,3 e Freq b = q = 1 - 0,3 = 0,7

População 3: Freq B = p = (1000 x 2 + 400) / 3000 = 0,8 e Freq b = q = 1 - 0,8 = 0,2

População 4: Freq B = p = (340 x 2 + 600) / 2480 = 0,52 e Freq b = q = 1 - 0,52 = 0,48


p

q

População 1

0,90

0,10

População 2

0,30

0,70

População 3

0,80

0,20

População 4

0,52

0,48


Esperados

BB

Bb

bb


p2.n

2pq.n

q2.n

População 1

810,00

180,00

10,00

População 2

90,00

420,00

490,00

População 3

960,00

480,00

60,00

População 4

332,9759

613,9862

283,0379


Como = [(o -e)2 /e]:

Qui-Quadrado

BB

Bb

bb

População 1

0,1235

2,2222

10,0000

12,3457

População 2

134,4444

115,24381

24,6939

274,3764

População 3

1,6667

13,3333

26,6667

41,6667

População 4

0,1482

0,3186

0,1713

0,6380


Em cada população GL = Número de fenótipos: 1 = 3-1 = 2 e Qui quadrado crítico () = 5,991
Como GL = Número de fenótipos: 1 = 3-1 = 2, então, é igual a 5,991.
Se uma população está em equilíbrio não se espera que haja diferenças significativas entre as freqüências genotípicas de observados e esperados.

Nas populações 1, 2 e 3, como o valor de qui quadrado calculado excede o de qui quadrado crítico, conclui-se que os valores observados são estatisticamente diferentes dos esperados. Portanto elas não estão em equilíbrio de HW.

Assim sendo, apenas a população 4 está em equilíbrio, por ter menor que o .


3.7.
Dados familiais a respeito de uma moléstia infecciosa mostraram os resultados abaixo. A proporção de filhos e filhas afetadas diferiu significativamente nos casos em que o genitor afetado foi: o pai? a mãe?

Genitor

Sexo

Afetados

Sadios

Total

PAI

F

10

60

70

.

M

20

50

70

.

Total

30

110

140

MÃE

F

14

36

50

.

M

16

34

50

.

Total

30

70

100


PAI

Afetados

Sadios

Total

F

10

60

70

M

20

50

70

Total

30

110

140

Cálculo dos Esperados

e11 =

15,0000

e12 =

55,0000

e21 =

15,0000

e22 =

55,0000

Cálculo dos Qui parciais

(o11-e11)2/e11

1,6667

(o12-e12)2/e12

0,4545

(o21-e21)^2/e21

1,6667

(o22-e22)2/e22

0,4545

Valor de Qui Quadrado = 4,2424

MÃE

Afetados

Sadios

Total

F

14

36

50

M

16

34

50

Total

30

70

100

Cálculo dos Esperados

e11 =

15,0000

e12 =

35,0000

e21 =

15,0000

e22 =

35,0000

Cálculo dos Qui parciais

o11-e11)2/e11 =

0,0667

(o12-e12)2/e12 =

0,0286

(o21-e21)2/e21 =

0,0667

(o22-e22)2/e22 =

0,0286

Valor de Qui Quadrado = 0,1905


Como GL = Número de linhas - 1 x número de colunas -1 = 2-1 x 2-1 = 1, o valor de = 3,841.

Como o valor de calculado é menor que o de , apenas quando se considera a mãe como o genitor afetado ( P entre 10 e 20%),

os valores observados são estatisticamente diferentes dos esperados quando o pai é o genitor afetado (P está entre 2 e 5%).

Portanto, a doença deve depender de um gene passado pelo pai à geração seguinte.


3.8. Ao experimentar uma dieta para animais de laboratório, um bioterista constatou que 15 dentre 30 machos aumentaram de peso rapidamente, enquanto que, no mesmo período, só 8 dentre 30 fêmeas da mesma espécie mostraram essa resposta. Esses dados permitem concluir que o aumento de peso rápido com essa dieta está associado ao sexo dos animais?

o11 =

15

o12 =

15

30

o21 =

8

o22 =

22

30

Totais

23


37

60

Cálculo dos Esperados

e11 =

11,5

e12 =

18,5

21 =

11,5

e22 =

18,5

Cálculo dos Qui parciais

(o11-e11)2/e11 =

1,0652

(o12-e12)2/e12 =

0,6622

(o21-e21)2/e21 =

1,0652

(o22-e22)2/e22 =

0,6622


Valor de Qui Quadrado = 3,4548


Como GL = Número de linhas - 1 x número de colunas -1 = 2-1 x 2-1 = 1, então o valor de qui quadrado crítico = 3,841 e P está entre 0,05 e 0,10.

Como o valor de valor de calculado é menor que o de , os valores observados não são estatisticamente diferentes dos esperados.

Assim, o sexo não influencia o aumento rápido de peso com essa dieta.



3.9. Ao investigar a eventual associação entre sinais inflamatórios e velocidade de hemossedimentação, um clínico observou os resultados abaixo tabelados em 15 pacientes. Com base nesses dados, o que se pode concluir a respeito da suposta associação entre as duas características estudadas?

INFLAMAÇÃO

HEMOSSEDIMENTAÇÃO

.

.

Aumentada

Normal

Total

SIM

6

2

8

NÃO

1

6

7

Total

7

8

15


Verificando que n amostral = 15, aplica-se o Teste exato de Fisher:

4,13E+016

/

1307674368000

=

31579,30

1

/

1036800

=

0



Probabilidade

=

0,0305

Se não houver casela com o valor zero


INFLAMAÇÃO

HEMOSSEDIMENTAÇÃO



Aumentada

Normal

Total

SIM

7

1

8

NÃO

0

7

7


7

8

15



4,13E+016

/

1307674368000

=

31579,30


1

/

25401600

=

0

P =

0,0012432012


Prob final

=

0,0317


Nesse caso, como o valor encontrado de P é menor que 5%, a hipótese das características serem independentes não é aceita, e a sua associação não é casual, ou seja , os sinais inflamatórios interferem na velocidade de hemossedimentação.

Os resultados abaixo provém de um teste sorológico aplicado a indivíduos pertencentes a 3 amostras (A, B e C). Por à prova a hipótese de que a proporção de indivíduos com reação positiva não difere significativamente nas três amostras contra a hipótese de que isso não é verdadeiro.

AMOSTRA

Reação +

Reação -

Total

A

25

45

70

B

15

25

40

C

10

30

40

Total

50

100

150


AMOSTRA

Reação +

Reação -

Total

A
Esp
p

25
23,3333
0,1190

45
46,6667
0,0595

70

B
Esp
p

15
13,3333
0,2083

25
26,6667
0,1042

40

C
Esp
p

10
13,3333
0,8333

30
26,6667
0,4167

40

Total

50

100

150


= 0,1190 + 0,2083 + 0,8333 + 0,0595 + 0,1042+ 0,4167 = 1,7411
GL = número de colunas -1 x número de linhas -1 = 2 - 1 x 3 - 1 = 2
crítico = 5,991

Como o encontrado é menor que o crítico () conclui-se que os desvios não são significativos. Portanto, os indivíduos pertencentes às 3 amostras (A, B e C) não reagem de maneira significativamente diferente ao teste sorológico.