线粒体是真核细胞内的一种重要细胞器，主要负责产生细胞所需的能量。它们通过合成ATP来为细胞提供能量，因此被形象地称为“细胞的能量工厂”。线粒体主要由蛋白质、脂类构成，其中蛋白质占其干重的一半左右，还包含少量的DNA、RNA和辅酶等物质。

线粒体内含多种酶类，其中一些酶具有特定的结构特征，被称为“标记酶”。例如，外膜的标记酶包括单胺氧化酶，而内膜的标记酶则是细胞色素氧化酶。膜间隙和基质也是线粒体的重要组成部分，其中膜间隙位于内外膜之间，主要容纳一些酶、反应底物和辅助因子；基质则是由内膜封闭形成的内部空间，含有脂类、蛋白质、核糖体、RNA和DNA。

线粒体的形态多样，通常呈圆形、近似圆形、棒状或线状。在电镜下观察，线粒体的结构可以分为四个主要部分：外膜、内膜、膜间隙和基质。外膜是一层单位膜，其蛋白质与脂类的含量几乎相等，具有较高的物质通透性。内膜同样是一层单位膜，但其蛋白质含量更高，约占整层膜的80%左右，且具有高度的选择性通透性。内膜向线粒体腔内突起形成嵴，其内表面排列着一些颗粒状结构，称为基粒。基粒包括头部（F1，水溶性蛋白质，具有ATP酶活性）、腹部（F0，由疏水性蛋白质组成）和柄部（位于F1与F0之间）。

线粒体内外膜的通透性存在显著差异。外膜允许电解质、水和分子量在10,000道尔顿以下的物质自由通过，而外膜上的孔径约为20-30纳米，便于物质从内膜向内通过。相比之下，内膜的通透性较低，需要特殊载体的帮助才能实现物质的跨膜运输。

线粒体内膜上存在电子传递链，通过这一过程，代谢过程中产生的电子最终传递给氧，并在此过程中释放能量。这种电子传递过程被称为呼吸链，各组复合物按严格的排列顺序参与电子传递。糖、脂肪和氨基酸等物质在基质中通过三羧酸循环进行最终氧化分解，这一过程产生NADH和FADH2两种还原型电子载体。在有氧条件下，这些还原型电子载体通过线粒体内膜上的呼吸链电子传递链传递给氧，最终生成水。在此过程中，能量被释放出来，并用于合成ATP。

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文章来源：天狐定制

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