Question

科学家注意到线粒体和叶绿体是两种特别的细胞器，与其他细胞器不同，它们有双层膜结构，其中外膜与真核细胞的膜系统相似，内膜却与原核细胞的膜系统相似，另外它们有自己的DNA和核糖体。下面是关于线粒体和叶绿体起源的一种理论——内共生说。近几年来，有研究表明，真核细胞的直接祖先很可能是一种“巨大”的且有吞噬能力的单细胞生物，它们靠吞噬糖类并将其分解来获得生存的能量。线粒体的祖先则是一种需氧细菌，它们能更好地利用糖类，能将其分解得更彻底以产生更多的能量。在生命演化过程中，真核细胞的祖先能为细胞内的细菌提供较好的环境，并供给细菌未完全分解的糖类；细菌由于可以轻易得到这些物质，从而产生更多的能量，这些能量中的一部分可供宿主利用。在细胞内共生的细菌由于所处的环境与其独立生存时不同，因此很多原来的结构和功能都变得不必要而在进化过程中被“丢弃”，最后演变成一种专门进行呼吸作用的细胞器——线粒体。

（1）根据你所掌握的知识，指出线粒体可能由独立生活的细菌演变而来的依据
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（2）如何解释线粒体的外膜与真核细胞的膜系统相似，内膜则与原核细胞的膜系统相似？

Answer 1

（1）具有细菌相似的环状DNA作为遗传物质；有核糖体合成自身的蛋白质；内外膜成分存在很大的差异，外膜成分更相似于细胞内其他生物膜。

（2）线粒体的内膜由其祖先细菌的细胞膜演变而来；外膜则是真核细胞祖先细胞膜的一部分，由于吞噬作用而包裹在细菌外面。

试题分析：（1）线粒体可能由独立生活的细菌演变而来，则要求比较细菌与线粒体结构的相同点，即二者都以环状DNA作为遗传物质，都利用核糖体合成自身的蛋白质，线粒体的内膜与细菌膜结构相似，而线粒体外膜与细胞内其他生物膜相似。
（2）线粒体的内膜由其祖先细菌的细胞膜演变而来；外膜则是真核细胞祖先细胞膜的一部分，由于吞噬作用而包裹在细菌外面，所以线粒体的外膜与真核细胞的膜系统相似，内膜则与原核细胞的膜系统相似。
考点：本题考查线粒体起源的知识。
点评：本题难度中等，属于理解层次，要求学生结合信息理解线粒体和细菌、真核细胞结构的异同点。