在进化过程中,始祖的大的细胞由于偶然的机会吞噬了一个进行有氧呼吸的细菌或者是被这种细菌寄生,始祖细胞不能够将其消化,这种细菌在细胞中长期存在,并且由于它在有氧呼吸的效率上更高,因而在自然选择的过程中被保留下来,形成了现在的含线粒体的细胞。叶绿体也是这样,只不过这里的细菌是光合细菌。因此我们可以发现线粒体和叶绿体与细菌的大小相似,都含有DNA,RNA,和核糖体。
我们之所以叫它们半自主性细胞器因为它们能够利用自身DNA合成少量自己代谢所需的蛋白质,但并不能合成所有蛋白质,并且它们还受细胞核的控制。
线粒体和叶绿体是半自主性细胞器的原因