疑难问题：2017年4月的选考试题中，出现了基因突变不一定发生在间期，必修2教材中明确指出，基因突变有普遍性，即在生物个体发育的不同阶段、不同个体的任何细胞内可发生基因突变（许多复习用书的观点也存在问题，认为基因突变就发生在间期）。当然，基因突变主要与DNA复制出错有关，所以基因突变主要是在间期发生，但间期不是发生基因突变的唯一时间。那么，为什么基因突变不一定发生在间期呢？

试题：二倍体动物某个精原细胞形成精细胞过程中，不同时期细胞的核 DNA 相对含量和染色体数目如图所示。下列叙述错误的是（ D ）

A．乙时期的细胞和丙时期细胞均含有两个染色体组

B．甲→乙过程中DNA复制前需要合成RNA聚合酶

C．乙→丙过程中可发生基因重组和基因突变

D．丙→丁过程中着丝粒分裂、姐妹染色单体分离

解析：本题以染色体和DNA的数量关系为载体，考查考生首先要明确减数分裂的过程，其次是减数分裂过程中染色体和DNA的数量变化关系。甲乙丙丁图表示一个精原细胞形成精细胞的过程，根据每个过程DNA和染色体的数量及其关系，可判断甲为DNA还没复制的精原细胞，乙为减数第一次分裂，丙为减数第二次分裂后期，丁为精细胞或精子，所以乙时期细胞有2个染色体组，丙时期细胞有2个染色体组，A正确；甲到乙的过程中有DNA复制和蛋白质合成，DNA复制前需合成RNA聚合酶，接着参与催化DNA的合成，B正确；乙到丙过程是减数第一次分裂到减数第二次分裂，减数第一次分裂前期或后期发生基因重组，基因突变可以发生在任何时期，C正确；因为丙是减数分裂后期II，已发生了着丝粒分裂，所以丙到丁过程中没有着丝粒的分裂，D错误。

2014年《生物学教学》第11 期的有关文章《基因突变一定发生在间期吗？》，可以说对这个问题进行了诠释，现摘录部分如下：

一、引起基因突变的因素

引起基因突变的因素包括外部因素和内部因素。

引起基因突变的外部因素：物理因素:主要指紫外线、X射线和其他辐射,能损伤细胞内的DNA；化学因素：亚硝酸、碱基类似物等能改变核酸的碱基；生物因素：指某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA等。

引起基因突变的内部因素：DNA复制偶尔发生错误；DNA碱基组成发生改变等。

上述外部因素和内部因素中，DNA复制出错是发生在间期，那么DNA碱基组成的改变什么时候发生呢？外部的物理因素、化学因素、生物因素是直接损伤DNA结构呢，还是通过扰乱DNA复制过程间接的影响基因突变？

二、基因突变的发生过程

外部因素引起基因发生的过程（参见另一博客）。

内部因素中DNA碱基组成发生改变引起基因突变的过程：DNA虽然是一个规则的双螺旋结构，通过碱基之问的氢键和磷酸基团的排斥力使结构相对稳定，但也不是绝对的稳定。

在自然条件下，碱基也会自发发生以下改变：一是脱嘌呤作用，在细胞内正常的pH及温度下，自发进行的脱嘌呤作用；二是脱氨基作用，嘧啶核苷酸中的糖苷键较嘌呤核苷酸稳定，因此不易进行脱嘧啶作用。但是胞嘧啶在37℃条件下易发生脱氨基作用，生成尿嘧啶核苷酸（胞嘧啶和尿嘧啶结构上相差一个氨基）。如果此变化得不到修复，则DNA复制时，C-G配对将变为U-A配对。

上述的DNA损伤类型均是较易发生且是随机发生的。通常，细胞通过切除修复等DNA修复方式对损伤进行修复，如果不能得到修复，则可导致突变。

链接：

如何理解基因突变发生的时期不一定是分裂间期