下列有關安姆氏試驗（Ames test）之敘述何者錯誤？

本題觀念：

本題考查的是 安姆氏試驗 (Ames test) 的基本原理。這是一種利用細菌檢測化學物質是否具有致突變性 (mutagenicity) 的快速篩檢方法。核心概念在於利用特定的 沙門氏菌突變株 (mutant strains)，觀察其是否能在接觸受測物質後發生 回復突變 (reverse mutation)，恢復合成組胺酸 (histidine) 的能力。

選項分析

• A. 利用突變種沙門氏菌發生回復突變，突變回復成野生種沙門氏菌：正確

  • 安姆氏試驗使用的是經過基因改造的 鼠傷寒沙門氏菌 (Salmonella typhimurium) his- 突變株。這些菌株原本帶有突變，無法自行合成組胺酸。試驗目的是觀察受測物質是否能誘導其 DNA 發生再次突變（即回復突變），使其基因型或表現型回復到像野生種一樣（his+），能夠自行合成組胺酸並在無組胺酸培養基上生長。

• B. 野生種沙門氏菌無法自體合成組胺酸，是組胺酸需求菌：錯誤

  • 野生種 (Wild-type) 的細菌通常是 原營性 (prototroph)，這代表它們擁有完整的酵素系統，可以自行合成生長所需的所有胺基酸（包括組胺酸），因此在不含組胺酸的極小培養基 (minimal medium) 上也能生長。
  • 安姆氏試驗所使用的 測試菌株 (Tester strains) 才是 組胺酸營養缺陷型 (histidine auxotroph, his-)，意即這些突變菌株無法自行合成組胺酸，必須在培養基中添加組胺酸才能存活。
  • 結論：選項敘述將「突變種」的特性誤植為「野生種」，故為錯誤選項。

• C. 使用不同突變種沙門氏菌可用以鑑別突變原類型：正確

  • 不同的測試菌株帶有不同類型的基因突變，用來偵測不同機制運作的致突變原：
    • 例如 TA98 菌株主要用於檢測造成 移碼突變 (frameshift mutation) 的物質。
    • 例如 TA100 菌株主要用於檢測造成 鹼基置換 (base-pair substitution) 的物質。
  • 透過觀察哪一種菌株產生回復突變，可以推測該化學物質造成突變的分子機制。

• D. 致突變原物質可使突變種沙門氏菌發生回復突變：正確

  • 這正是安姆氏試驗的定義。若受測物質具有致突變性，它會提高細菌 DNA 發生突變的機率，使得部分原本無法合成組胺酸的 his- 菌株發生回復突變，轉變為能合成組胺酸的 his+ 菌株（Revertants），進而形成肉眼可見的菌落。

答案解析

本題正確答案為 (B)。

安姆氏試驗的基礎設計在於：野生種 (Wild-type) 沙門氏菌是 his+（可自製組胺酸），而測試用的突變種才是 his-（需外源組胺酸）。選項 (B) 聲稱野生種無法合成組胺酸，與微生物學的基本定義及該試驗的設計原理完全相反。

核心知識點

考生應掌握安姆氏試驗的以下關鍵要素：

1. 試驗菌株：鼠傷寒沙門氏菌 (Salmonella typhimurium) 的 組胺酸營養缺陷型 (his- auxotroph)。
2. 原理：利用 回復突變 (Reverse mutation) 機制。測量化學物質是否能將 his- 變回 his+（原營性）。
3. S9混合液 (S9 mix)：添加大鼠肝臟萃取液，含有 細胞色素 P450 (Cytochrome P450) 酵素系統，用於模擬哺乳動物體內的 代謝活化 (Metabolic activation)，因為許多前致癌物 (Procarcinogens) 需經肝臟代謝後才具有致突變性。
4. 菌株特異性：
   • TA98：檢測移碼突變 (Frameshift)。
   • TA100：檢測鹼基置換 (Base-pair substitution)。

參考資料

1. Ames Test - Biology LibreTexts
2. The Ames Salmonella/microsome mutagenicity assay - PubMed
3. 環境科學大辭典 - 鼠傷寒沙門氏菌回復突變試驗