细胞生物学高频考点（十一）：线粒体的结构与化学组成详解
线粒体，细胞内的能量工厂，其精密结构与独特的化学组成是生物体高效能代谢的关键。首先，让我们深入了解一下线粒体的内外双层膜结构。
线粒体由内外两层膜构成，外膜如同界膜，内膜则形成独特的皱褶，即嵴，嵴上点缀着ATP合酶颗粒，这些被称为F1颗粒，它们面向线粒体的中心区域——线粒体基质。这种分隔形成了两个独特区室：膜间间隙和基质，各自承担着不同的功能。
线粒体的膜通透性是调控物质进出的关键。外膜的通透性相对较高，允许许多物质快速进入，但其内部浓度通常低于外部。相比之下，内膜的通透性较低，对大多数物质具有选择性，依赖载体蛋白来运输特定分子。通过特殊处理，如低渗溶液或去垢剂，可以分离出内膜和外膜，以及膜间间隙的物质，揭示它们各自的功能特性。
线粒体内部的化学组成丰富多样。蛋白质，占干重65%~70%，包括可溶性和不溶性，前者如基质酶和外周蛋白，后者构成膜的基础。脂质占20%~30%，心磷脂丰富，胆固醇含量较少，这是线粒体与细胞其他膜结构的显著区别。内、外膜的脂质与蛋白质比例不同，这影响了它们的功能和特异性质。
线粒体的内外膜各有其独特的功能。外膜富含孔蛋白，允许分子快速通过，同时包含单胺氧化酶等特殊酶，参与物质初步分解。内膜则具有低通透性，依赖载体蛋白进行物质运输，尤其对于电子传递和氧化磷酸化至关重要。其标志性酶包括细胞色素氧化酶和F1因子，后者是ATP合成的关键组成部分。
线粒体基质是代谢活动的热点，富含多种酶，如三羧酸循环和脂肪酸氧化酶，以及DNA、tRNA等，苹果酸脱氢酶是其标志酶。此外，内膜还通过主动运输系统，如电子传递和质子梯度，驱动物质的跨膜运输，同时调控细胞内的钙离子浓度。
掌握线粒体的这些细节，不仅能帮助我们理解细胞的能量转换机制，也为深入研究细胞生理、疾病机制以及药物作用提供了宝贵的基础。让我们继续关注生物易考通，获取更多关于细胞生物学的高频考点和实用学习资源。