香港計算器

突變頻率計算器

輸入突變體數與細胞總數,即時算出突變頻率(比例)、百分比與每百萬細胞的突變體數,並說明突變頻率與突變率的差別。

輸入資料

群體中觀察到帶有目標突變的細胞數(如抗藥性菌落數),須小於或等於細胞總數。
培養物或群體中的細胞總數。

計算結果

0.0001
0.01%
100

重點速覽:突變頻率(mutation frequency)是指在某一時間點,群體中帶有特定突變的細胞所占的比例,定義為 μ = m / N,其中 m 為突變體數、N 為細胞總數。它反映的是累積結果——突變發生後突變細胞還會繼續增殖,因此突變頻率通常高於突變率(每次細胞分裂產生新突變的速率)。

計算公式

突變頻率:μ = m ÷ N(比例)。

百分比:μ × 100%。

每百萬細胞突變體數:μ × 1,000,000。

$$\mu = \dfrac{m}{N}$$

使用說明

  1. 輸入群體中觀察到的突變體數 m(如抗藥性菌落數)。
  2. 輸入細胞總數 N。
  3. 右側即時顯示突變頻率(比例)、百分比與每百萬細胞的突變體數。

突變頻率的表達方式換算

突變頻率的表達方式換算
突變頻率(比例)百分比每百萬細胞
0.00010.01%100
0.000058330.005833%58.33
0.0086670.8667%8667
1×10⁻⁶0.0001%1

自發突變頻率因基因、生物與選擇條件而異;細菌抗藥性突變頻率常在 10⁻⁶–10⁻⁸ 量級。

理財情境案例

抗生素抗藥性篩選

培養 500,000 個細菌後塗於含抗生素的培養基,長出 50 個抗藥性菌落。

突變頻率 μ = 50 ÷ 500,000 = 0.0001,即 0.01%,每百萬細胞有 100 個抗藥性突變體。

此頻率有助評估在治療劑量下抗藥性菌株出現與擴散的風險。

致突變性測試(Ames 概念)

比較化合物處理前後的回復突變菌落數:對照組 923 個細胞中有 8 個突變體。

μ = 8 ÷ 923 ≈ 0.008667(約 0.87%)。若處理組頻率明顯升高,提示該化合物具致突變性。

把兩組數值分別代入本計算器,即可比較突變頻率的變化倍數。

常見問題

突變頻率和突變率有什麼不同?

突變頻率是某一時間點群體中突變體的占比(m/N),是累積結果;突變率是每次細胞分裂產生新突變的速率(每個基因每代)。因突變細胞會繼續增殖,突變頻率通常高於突變率。

突變頻率可以大於 1 嗎?

不會。它是比例值,範圍在 0 到 1 之間(0% 到 100%)。突變體數不可能超過細胞總數,故 m ≤ N。

為什麼提供「每百萬細胞」這個輸出?

因為突變頻率常極低(如 10⁻⁶),用百分比表示會是 0.0001% 不易讀。換成「每百萬細胞 1 個」更直觀,也是文獻常見的表達方式。

m 要怎麼測量?

通常透過選擇性培養:只有帶特定突變的細胞能在選擇性條件(如含抗生素或缺某營養)下存活並形成菌落,菌落數即突變體數 m;N 則由未選擇的稀釋平板回推細胞總數。

這個頻率能反映突變是否有害或有利嗎?

不能。頻率只描述突變體占比的多寡,不判斷突變的功能後果。是否有利/中性/有害需靠表型與適應度實驗另行評估。

相關工具

參考資料

內容審核:香港計算器科學團隊。突變頻率定義參考標準遺傳學與微生物學教材及香港中學文憑試(DSE)生物科課程。