Question

线粒体的功能由其中的约1 000种蛋白质来执行。下图是真核细胞中线粒体蛋白X从细胞质基质转运到线粒体基质的图解，导肽（一般含10～80个氨基酸残基）是该蛋白质一端的肽段，在引导蛋白质进入线粒体基质的过程中起到了重要的定位作用。

注：① Hsp：热休克蛋白，按照分子的大小分为Hsp 70，Hsp 60等。

（1）组成线粒体前体蛋白X的肽链中，N端特指的是含有游离的—NH₂一端，则肽链的另外一端应该含有的化学基团是_____________________。

（2）线粒体前体蛋白X是由细胞结构中___________内的基因控制合成，合成部位是__________________。据图可知热休克蛋白的作用是____________________。

（3）据研究，线粒体内的DNA也参与线粒体中许多酶复合物的生物合成，由此可见线粒体属于______（填“自主性”“半自主性”或“无自主性”）细胞器。

（4） 高等哺乳动物进行受精作用时，受精卵中的线粒体几乎全部来自____________，不考虑基因突变、细胞器衰老等因素，在受精作用前后，同一线粒体中的蛋白质组成________（填“可能”或“不可能”）有差异，其原因是_________________。

Answer

—COOH（羧基） 细胞核 细胞质中的核糖体（核糖体） 与蛋白质的解折叠及重新折叠有关 半自主性 卵细胞（母本） 可能 受精前后细胞核内基因有变化，而线粒体中的蛋白质大多是由细胞核中的基因控制合成

【解析】

本题考查多肽链的结构、核糖体的功能、线粒体的功能、受精作用等有关知识，意在考查考生能从提供的材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题。

（1）多肽链的N端指含有游离的—NH2一端，则另一端指含有游离—COOH（羧基）的C端。

（2）由图可知，线粒体前体蛋白X是由细胞结构中细胞核内的基因控制合成，合成部位是细胞质中的核糖体（核糖体）。由图可知，线粒体外细胞质基质中的热休克蛋白可以使前体蛋白解折叠，线粒体内的热休克蛋白可以使蛋白质折叠/装片，因此热休克蛋白的作用是与蛋白质的解折叠及重新折叠有关。

（3）据研究，线粒体内的DNA参与线粒体中许多酶复合物的生物合成，细胞核内的DNA也参与线粒体部分蛋白质的合成，故线粒体是半自主性的细胞器。

（4）高等哺乳动物进行受精作用时，精子提供细胞核，卵细胞提供细胞核和细胞质，故受精卵中的线粒体几乎全部来自卵细胞（母本）。不考虑基因突变、细胞器衰老等因素，在受精作用前后，同一线粒体中的蛋白质组成可能有差异，其原因是受精前后细胞核内基因有变化，而线粒体中的蛋白质大多是由细胞核中的基因控制合成。