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
計算結果
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
- 輸入群體中觀察到的突變體數 m(如抗藥性菌落數)。
- 輸入細胞總數 N。
- 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(比例) | 百分比 | 每百萬細胞 |
|---|---|---|
| 0.0001 | 0.01% | 100 |
| 0.00005833 | 0.005833% | 58.33 |
| 0.008667 | 0.8667% | 8667 |
| 1×10⁻⁶ | 0.0001% | 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。