【预备知识】
- 细胞如何从食物中获取能量？ #44
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在食物分子分解的最后阶段，释放出大部分化学能。这个过程始于 NADH 和 FADH₂ 将它们通过氧化食物衍生有机分子所获得的电子，转移到线粒体内膜上嵌入的电子传递链中。
当电子沿着这一长串专门的电子受体和供体分子传递时，它们的能量状态逐步降低，最终被传递给扩散进入线粒体的氧气分子（O₂），使氧被还原生成水。此时，电子已处于一个非常低的能量水平，来自被氧化食物分子的全部可用能量都已被提取出来。
由这一系列电子转移释放的能量被用来泵送 H⁺ 离子（质子）穿过膜——从线粒体最内层的基质区（matrix）泵入膜间隙（intermembrane space）（随后进入细胞质）。
在内线粒体膜两侧形成的这种电化学质子梯度，是细胞的主要能量来源之一，可像电池一样被利用来驱动多种需要能量的反应。
其中最显著的一种反应是通过 氧化磷酸化（oxidative phosphorylation） 过程中 ADP 的磷酸化 来生成 ATP。
这种通过膜上的电子转移来获取化学能的机制，是细胞进化过程中最卓越的成就之一。
