热点二：内共生起源学说-2024高考生物热点强化与训练

热点二：内共生起源学说 热点导读 许多科学家认为，线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共生的细菌和蓝藻。1970年Margulis在分析了大量资料的基础上提出了一种设想，认为真核细胞的祖先是一种体积巨大的、不需氧的、具有吞噬能力的细胞，能将吞噬所得的糖类进行酵解取得能量。而线粒体的祖先——原线粒体则是一种革兰氏阴性菌，含有三羧酸循环所需的酶系和电子传递链，故它可利用氧气把糖酵解的产物丙酮酸进一步分解，获得比酵解更多的能量。当这种细菌被原始真核细胞吞噬后，即与宿主细胞间形成互利的共生关系，原始真核细胞利用这种细菌（原线粒体）充分供给能量，而原线粒体从宿主细胞获得更多的原料。 内共生起源学说的基本证据 （1）共生是生物界的普遍现象，例如根瘤菌与豆科植物的共生关系，蓝藻或绿藻与真菌共生形成地衣等。有一种草履虫，其体内有小的藻类与之共生，并能进行光合作用；过去说澳洲白蚁消化道内生活着一种所谓混毛虫，实际由两种螺旋体、两种真细菌和一种纤毛虫组成，它们能分泌有关的酶，消化纤维素。特别是近年发现的灰孢藻，它本身并无叶绿素，但有许多叶蓝小体生活在体内，进行光合作用制造食物。这种共生关系看来建立不很久，因为叶蓝小体在细胞内还不大固定。灰孢藻的发现是对“内共生假说”的有力支持。 （2）叶绿体和线粒体都有其独特的DNA，可以自行复制，不完全受核DNA的控制。线粒体和叶绿体的DNA同细胞核的DNA有很大差别，但同细菌和蓝藻的DNA却很相似。蓝藻的核糖体RNA（rRNA）不仅可以与蓝藻本身的DNA杂交，而且还可与眼虫叶绿体的DNA杂交，这些都说明它们之间的同源性。 （3）线粒体和叶绿体都有自己特殊的蛋白质合成系统，不受核的合成系统的控制。原核生物的核糖体由30S和50S两个亚基组成，真核生物的核糖体由40S和60S两个亚基组成。线粒体和叶绿体的核糖体分别与细菌和蓝藻的一致，也是由30S和50S两个亚基组成，这说明细菌和线粒体、蓝藻和叶绿体是同源的。抗生素可以抑制细菌和蓝藻的生长，也可以抑制真核生物中的线粒体和叶绿体的作用，这也说明线粒体与细菌、叶绿体与蓝藻是同源的。 （4）线粒体、叶绿体的内、外膜有显著差异，内、外膜之间充满了液体。研究发现，它们内、外膜的化学成分是不同的。外膜与宿主的膜比较一致，特别是和内质网膜很相似；内膜则分别同细菌和蓝藻的膜相似。 高考考点链接 1.细胞的结构和功能 2.蛋白质的合成过程 习题训练 1．内共生起源学说认为线粒体起源于被原始真核生物吞噬的好氧细菌，这种细菌和原始真核生物共生，并在长期的共生中逐渐演化成线粒体。下列选项能支持内共生学说的是（　　） ①线粒体能像细菌一样进行分裂繁殖 ②线粒体DNA与核DNA都具有双螺旋结构 ③线粒体内膜与细菌质膜的蛋白质/脂质比相似 ④线粒体内膜和外膜对物质的运输都具有选择性 ⑤线粒体内无染色体，但存在与细菌DNA相似的环状DNA ⑥线粒体内具有核糖体，具备独立、完整的蛋白质合成系统 A．②③④⑤ B．②③⑤⑥ C．①③④⑤ D．①③⑤⑥ 2．古生物学家推测，被原始真核生物吞噬的蓝细菌有些未被消化，反而能依靠原始真核生物的“生活废物”制造营养物质，逐渐进化为叶绿体，这被科学家称为“内共生起源”。下列叙述中不能支持该学说的是（    ） A．叶绿体内膜的蛋白质与脂质的比值远大于外膜，与细菌质膜接近 B．叶绿体内的DNA呈环状，不与蛋白质结合形成染色质或染色体 C．叶绿体DNA是以半保留方式进行复制，遵循碱基互补配对原则 D．叶绿体含有核糖体、RNA聚合酶等，有独立的蛋白质合成系统 3．内共生学说认为线粒体、叶绿体极有可能是由真核生物吞噬蓝细菌形成的，内质网和高尔基体是真核细胞适应环境逐渐进化出来的，而溶酶体测是由高尔基体演化而来的，下图是细胞中溶酶体的形成过程，分析下列有关说法错误的是（　　） A．溶酶体酶的糖链在内质网中形成，M6P标志的形成在高尔基体中 B．溶酶体酶的合成过程与分泌蛋白合成过程经历的细胞器种类一致 C．错误运往细胞外的溶酶体酶能通过M6P受体众导的胞吞作用回收到前溶酶体中 D．M6P受体与溶酶体分离后，其去向由囊泡包裹着运往细胞膜，成为细胞膜蛋白 4．内共生起源学说认为，线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共生的细菌和蓝藻。据此分析下列关于叶肉细胞中线粒体和叶绿体叙述不正确的是（    ） A．都是细胞内能量转换的重要场所 B．都含有DNA且都能进行蛋白质的合成 C．其内部的生物膜为酶提供大量附着位点 D．分别是有氧呼吸、光合作用的主要场所 5．19世纪，科学家提出了线粒体和叶绿体起源的内共生假说：蓝细菌被原始真核细胞吞噬后，经过长期共生演变成叶绿体；需氧细菌被原始真核细胞吞噬后，经过长期共生演变成线粒体。下列有关叙述错误的是（    ） A．线粒体和叶绿体的