線粒體的化學成分主要包括水、蛋白質和脂類，還含有少量的輔酶、核酸等小分子物質。蛋白質占線粒體幹重的65% ~ 70%。線粒體中的蛋白質既可溶又不可溶。
可溶性蛋白主要由位於線粒體基質中的酶和膜外周蛋白組成；不溶性蛋白質構成了膜的大部分，其中壹些是鑲嵌蛋白，壹些是酶。線粒體中的脂質主要分布在兩層膜中，占幹重的20% ~ 30%。
線粒體中的磷脂占總脂質的3/4以上。同壹生物不同組織的線粒體膜中磷脂含量相對穩定。富含心磷脂和較少的膽固醇是線粒體與其他細胞膜結構在組成上的明顯區別。
線粒體可分為四個功能區:線粒體外膜(OMM)、線粒體膜間隙、線粒體內膜(IMM)和線粒體基質。線粒體外側的膜相互平行，是典型的單位膜。
其中，線粒體外膜光滑，充當細胞器的界膜；線粒體內膜向內折疊形成線粒體脊，承擔更多的生化反應。這兩層膜將線粒體分成兩個部分。兩層膜之間的間隙是線粒體膜，線粒體內膜包裹著線粒體基質。
擴展數據
1，有線粒體的細胞壹定是真核細胞，也就是說原核細胞沒有線粒體，但是有些原核細胞可以利用胞內有氧呼吸酶進行有氧呼吸。因此，並不是所有能進行有氧呼吸的細胞都有線粒體，沒有線粒體的真核細胞只能進行無氧呼吸，如哺乳動物的成熟紅細胞、蛔蟲細胞等。
2.細胞內線粒體的主要功能是為各種生命活動提供能量，作為有氧呼吸的主要場所，是細胞的“能量工廠”。細胞生命活動所需的總能量約95%來自線粒體，線粒體在細胞中的分布與能量代謝水平有關。但線粒體不能直接分解葡萄糖，只能分解細胞質基質中產生的丙酮酸。
3.從線粒體的“生命體驗”可以進壹步了解到，線粒體含有獨立的遺傳物質和核糖體，因此具有獨立合成蛋白質的能力，同時也受細胞內的核基因控制，因此被稱為“半自主細胞器”。
4.線粒體結構:具有雙層膜結構，內膜向內折疊形成許多褶皺，稱為“脊”，為酶提供更多的附著位點；它是壹種液體基質，含有少量的DNA、RNA和各種酶。因此，線粒體中的酶分布在其基質和內膜上。
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