能量

線粒體的主要任務(wù)是生產(chǎn)ATP.這是通過糖酵解、丙酮酸和NADH （糖酵解在線粒體外完成，即胞漿）實(shí)現(xiàn)的。糖代謝分為有氧和無氧兩種。

丙酮酸：三羧酸循環(huán)

糖酵解中生成的丙酮酸會被主動運(yùn)輸穿過線粒體膜，到達(dá)線粒體基質(zhì)與輔酶A生成乙酰輔酶A.一旦生成，乙酰輔酶A就會進(jìn)入到檸檬酸循環(huán)，或曰“三羧酸循環(huán)”或“Krebs循環(huán)”。過程中產(chǎn)生3分子NADH和1分子FADH2，它們會參與電子傳遞鏈。

除了琥珀酸脫氫酶是存在于線粒體內(nèi)膜上這一例外，其他的酶都是游離在線粒體的基質(zhì)中。

NADH和FADH2：電子傳遞鏈

NADH和FADH2在電子傳遞鏈里面經(jīng)過幾步反應(yīng)會釋放能量，其中一部分生成ATP，其余則作為熱能散失。在線粒體內(nèi)膜上的酶復(fù)合體（NADH-泛醌還原酶，泛醌-細(xì)胞色素C還原酶，細(xì)胞色素C氧化酶）利用過程中釋放的能量將質(zhì)子逆濃度梯度泵入膜間（質(zhì)子在膜間濃度比在基質(zhì)中的高）。

當(dāng)質(zhì)子被泵入膜間后，質(zhì)子就會有順濃度梯度擴(kuò)散的趨勢。唯一的通道是復(fù)合體V——ATP合酶。當(dāng)質(zhì)子通過復(fù)合體從膜間回到基質(zhì)的時候，ATP合酶可以利用ADP和磷酸合成ATP.這個過程被稱為化學(xué)滲透。這也是一個協(xié)助擴(kuò)散的例子。Peter Mitchell就因?yàn)樘岢隽诉@一假說而獲得了1978年諾貝爾獎。1997年諾貝爾獎獲得者保羅。博耶和約翰。瓦克闡明了ATP合酶的機(jī)制。