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质子泵存在于线粒体内膜,可将基质内质子泵入膜间隙,质子跨膜转运使得线粒体膜间隙积累大量质子,形成质子梯度:线粒体膜间隙产生大量正电荷,而线粒体基质产生大量负电荷,从而形成跨线粒体内膜的跨膜电位 (ΔΨ),简称为线粒体膜电位。