A quimiosmose, o processo de geração de ATP usando a energia potencial de um gradiente de prótons em uma membrana, requer absolutamente uma membrana pelos seguintes motivos:

* Criando e mantendo o gradiente de prótons: A membrana atua como uma barreira, impedindo a difusão livre de prótons (íons H+). Isso permite o bombeamento ativo de prótons para um lado da membrana, criando o gradiente de concentração que impulsiona a síntese de ATP.
* Separação espacial da cadeia de transporte de elétrons e ATP sintase: A membrana separa fisicamente a cadeia de transporte de elétrons, onde os prótons são bombeados, da ATP sintase, onde fluem de volta para gerar ATP. Essa separação garante que o gradiente de prótons possa ser utilizado com eficiência para conduzir a síntese de ATP.
* direcionando o fluxo de prótons: Os canais de membrana dentro da ATP sintase atuam como um portão controlado, permitindo que os prótons fluam de volta pela membrana apenas através de vias específicas. Esse fluxo controlado impulsiona a rotação da ATP sintase e a subsequente produção de ATP.

Em essência, a membrana atua como uma barreira e um canal para prótons, permitindo a criação, manutenção e fluxo controlado do gradiente de prótons que alimenta a quimiosmose. Sem uma membrana, o gradiente de prótons se dissiparia imediatamente e a síntese de ATP não ocorreria.