Question

科學家注意到線粒體和葉綠體是兩種特別的細胞器，與其他細胞器不同，它們有雙層膜結構，其中外膜與真核細胞的膜系統相似，內膜卻與原核細胞的膜系統相似，另外它們有自己的DNA和核糖體。下面是關于線粒體和葉綠體起源的一種理論——內共生說。近幾年來，有研究表明，真核細胞的直接祖先很可能是一種“巨大”的且有吞噬能力的單細胞生物，它們靠吞噬糖類并將其分解來獲得生存的能量。線粒體的祖先則是一種需氧細菌，它們能更好地利用糖類，能將其分解得更徹底以產生更多的能量。在生命演化過程中，真核細胞的祖先能為細胞內的細菌提供較好的環境，并供給細菌未完全分解的糖類；細菌由于可以輕易得到這些物質，從而產生更多的能量，這些能量中的一部分可供宿主利用。在細胞內共生的細菌由于所處的環境與其獨立生存時不同，因此很多原來的結構和功能都變得不必要而在進化過程中被“丟棄”，最后演變成一種專門進行呼吸作用的細胞器——線粒體。

（1）根據你所掌握的知識，指出線粒體可能由獨立生活的細菌演變而來的依據
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（2）如何解釋線粒體的外膜與真核細胞的膜系統相似，內膜則與原核細胞的膜系統相似？

Answer 1

（1）具有細菌相似的環狀DNA作為遺傳物質；有核糖體合成自身的蛋白質；內外膜成分存在很大的差異，外膜成分更相似于細胞內其他生物膜。

（2）線粒體的內膜由其祖先細菌的細胞膜演變而來；外膜則是真核細胞祖先細胞膜的一部分，由于吞噬作用而包裹在細菌外面。

試題分析：（1）線粒體可能由獨立生活的細菌演變而來，則要求比較細菌與線粒體結構的相同點，即二者都以環狀DNA作為遺傳物質，都利用核糖體合成自身的蛋白質，線粒體的內膜與細菌膜結構相似，而線粒體外膜與細胞內其他生物膜相似。
（2）線粒體的內膜由其祖先細菌的細胞膜演變而來；外膜則是真核細胞祖先細胞膜的一部分，由于吞噬作用而包裹在細菌外面，所以線粒體的外膜與真核細胞的膜系統相似，內膜則與原核細胞的膜系統相似。
考點：本題考查線粒體起源的知識。
點評：本題難度中等，屬于理解層次，要求學生結合信息理解線粒體和細菌、真核細胞結構的異同點。