4.11: 过氧化物酶体和线粒体

过氧化物酶体和线粒体是真核细胞中两个重要的利用氧气的细胞器。线粒体进行细胞呼吸——将食物中的能量转化为 ATP 的过程。过氧化物酶体具有多种功能，主要分解不同的物质，例如脂肪酸。

过氧化物酶体是一种单一的膜结合细胞器，可以执行多种不同的功能，包括脂质代谢和化学解毒。过氧化物酶体中的酶用于将氢原子从各种分子转移到氧中，产生过氧化氢 （H₂O₂）。通过这种方式，过氧化物酶体可以中和酒精等毒物。

过氧化物酶体监督中和自由基的反应。过氧化物酶体在此过程中会产生大量有毒的 H₂O₂，但含有将 H₂O₂ 转化为水和氧的酶，将它们安全地释放到细胞质中。与微型污水处理厂一样，过氧化物酶体可以中和有害毒素，使其不会对细胞造成严重破坏。肝脏是主要负责在血液进入全身之前对其进行解毒的器官，肝细胞含有异常大量的过氧化物酶体。肾脏还含有大量用于血液解毒的过氧化物酶体。

线粒体被双膜包围——一个光滑的外膜和一个内膜，内膜有许多褶皱，称为嵴。内膜内的空间称为基质。在细胞呼吸过程中，来自细胞质中葡萄糖分解的丙酮酸进入基质，进入柠檬酸循环。然后，通过电子传递链的氧化磷酸化发生在线粒体内膜，产生大量的 ATP。嵴增加了内膜的表面积，为 ATP 的产生提供了更多区域。

过氧化物酶体和线粒体都是自我复制的，但线粒体还具有它们的 DNA 和核糖体，使它们能够产生蛋白质。线粒体和过氧化物酶体都高度集中在最需要它们的细胞中。例如，分解血液中有毒物质的肝细胞具有大量的过氧化物酶体，而需要大量能量的肌肉细胞则富含线粒体。