Question

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

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

Answer 1

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

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

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