El orgánulo I es un cloroplasto. Se reconoce en la micrografía por sus membranas internas aplanadas y apiladas, los tilacoides organizados en grana, y porque aparece junto a la pared celular, lo que confirma que se trata de una célula vegetal.
El orgánulo II es una mitocondria. Se reconoce por su forma alargada, su doble membrana y los repliegues característicos de la membrana interna, las crestas mitocondriales.
i) Ambos están delimitados por una doble membrana, con una externa lisa y una interna que forma repliegues —crestas en la mitocondria, tilacoides en el cloroplasto— y que delimita un medio interno, la matriz o el estroma.
ii) Ambos poseen DNA propio, circular y desnudo, sin histonas, semejante al cromosoma bacteriano.
iii) Ambos tienen ribosomas propios de tipo
, iguales a los bacterianos y distintos de los
del citosol de la célula que los alberga.
iv) Ambos son capaces de dividirse por sí mismos, mediante un proceso semejante a la fisión binaria bacteriana, y no pueden formarse de novo: proceden siempre de otro orgánulo igual.
v) Ambos sintetizan ATP por el mismo mecanismo, el quimiosmótico: una cadena de transporte de electrones situada en la membrana interna bombea protones creando un gradiente, y estos vuelven a través de una ATP-sintasa que fosforila el ADP.
De estas cinco características se sigue la sexta, que las explica todas: ambos tienen un origen endosimbiótico, procediendo respectivamente de una cianobacteria y de una bacteria aerobia que fueron fagocitadas por una célula eucariota primitiva.