线粒体内腔充满了电子密度较低的可溶性蛋白质和脂肪等成分,称之为基质(matrix)。线粒体中催化三羧酸循环、脂肪酸氧化、氨基酸分解和蛋白质合成等有关的酶都存在于基质中。乙酰辅酶A中的乙酰基团在线粒体基质中通过三羧酸循环被氧化,在氧化的过程中,乙酰辅酶A中的碳原子可被转变成CO2(作为代谢废物被细胞释放)。丙酮酸和脂肪酸进入线粒体后可分解为乙酰辅酶A,乙酰辅酶A通过三羧酸循环进行代谢,在代谢的过程中,NAD +还原为NADH(FAD还原为FADH2,图中未显示)。 ......