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　　细胞的呼吸作用主要是在线粒体内进行的。线粒体的内部结构,在光学显微镜下不能分辨,只有在电子显微镜下才能看清楚。线粒体由内外两层膜组成。外膜即界限膜,使线粒体与周围的细胞质分开,是各种分子和离子进入线粒体内部的障壁。内膜的不同部位向线粒体的中心腔折叠,形成嵴。这样就大大增加了酶分子附着的表面,并且把酶分子密集地包在线粒体里。内膜和外膜在化学成分和物理特性上都有显著的差异。例如,它们在蛋白质的含量,特别是在类脂的分布上是很不相同的。外膜比内膜的磷脂含量要高2～3倍；外膜的通透性也比内膜高得多。外膜的通透性高,为线粒体与周围细胞质之间进行充分的物质交换提供了条件。内膜的通透性差,可以使催化三羧酸循环的复杂酶系统保留在内膜的间隔中,保证呼吸作用的进行。线粒体膜上还具有小孔,这样,呼吸作用所产生的ATP可以更容易地向线粒体外面扩散。

　　线粒体既然是细胞进行呼吸作用的主要场所,那么有关催化三羧酸循环、氨基酸代谢、脂肪酸分解、电子传递、能量转换、DNA复制和RNA合成等过程所需要的一百多种酶和辅酶,都分布在线粒体的外膜、膜内空间、内膜和基质中。这些酶和辅酶的主要功能是参加三羧酸循环中的氧化反应、电子传递和能量转换。