线粒体由两层膜包被,外膜平滑,内膜向内折叠形成嵴,两层膜之间有腔,线粒体中央是基质.基质内含 有与三羧酸循环所需的全部酶类,内膜上具有呼吸链酶系及ATP酶复合体.线粒体能为细胞的生命活动提供场所,是细胞内氧化磷酸化和形成ATP的主要场所.线粒体是一种半自主性的细胞器. 外膜 (out membrane)具有孔蛋白（porin）构成的亲水通道. 内膜 （inner membrane）含100种以上的多肽,蛋白质和脂类的比例高于3:1.心磷脂含量高（达20%）、缺乏胆固醇,类似于细菌.通透性很低,大分子和离子通过内膜时需要特殊的转运系统.线粒体氧化磷酸化的电子传递链位于内膜.内膜向内折褶形成许多嵴,大大增加了内膜的表面积.
膜间隙 (intermembrane space)是内外膜之间的腔隙,延伸至嵴的轴心部,腔隙宽约6-8nm.由于外膜具有大量亲水孔道与细胞质相通,因此膜间隙的pH值与细胞质的相似.
基质 （matrix）为内膜和嵴包围的空间.除糖酵解在细胞质中进行外,其他的生物氧化过程都在线粒体中进行.催化三羧酸循环,脂肪酸和丙酮酸氧化的酶类均位于基质中.
叶绿体扁球状,具双层膜,内有间质,间质中含呈溶解状态的酶和片层.片层由闭合的中空盘状的类囊体垛堆而成,类囊体是形成高能化合物三磷酸腺苷(ATP)所必需.叶绿体外被由双层膜组成，外膜的渗透性大,如核苷、无机磷、蔗糖等许多细胞质中的营养分子可自由进入膜间隙.
内膜对通过物质的选择性很强,CO2、O2、Pi、H2O、磷酸甘油酸、丙糖磷酸,双羧酸和双羧酸氨基酸可以透过内膜,ADP、ATP已糖磷酸,葡萄糖及果糖等透过内膜较慢.蔗糖、C5糖双磷酸酯,C糖磷酸酯,NADP+及焦磷酸不能透过内膜,需要特殊的转运体（translator）才能通过内膜.
类囊体是单层膜围成的扁平小囊,沿叶绿体的长轴平行排列.膜上含有光合色素和电子传递链组分,又称光合膜，具有较高的流动性.
基质是内膜与类囊体之间的空间,主要成分包括： 碳同化相关的酶类：如RuBP羧化酶占基质可溶性蛋白总量的60%. 叶绿体DNA、蛋白质合成体系：如,ctDNA、各类RNA、核糖体等.
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