엽록체
그럼에도 불구하고 엽록체는 시아노박테리아(남조균)와 유사한 특징을 가지고 있다. 엽록체는 미토콘드리아와 같이 에너지 대사에 관련된 자체적인 DNA와 2중막(외막, 내막)구조를 가지고 있으며 내막은 구불구불 주름이 잡혀있다. 엽록체의 내막은 광합성에 관련된 단백질들로 구성되어 있는데 시아노박테리아의 세포막 또한 같은 역할을 한다. 엽록체는 태양으로부터 오는 빛에너지를 광합성과정을 통하여 ATP, NADP에 저장한다. 이와 같은 공통점 때문에 미토콘드리아가 호기성세균에서 유래된 것과 같이 엽록체 또한 시아노박테리아의 (진핵)세포내 공생으로 유래되었다고 보고 있다.
원생생물 중(heterokonts, Euglenozoa, Cercozoa) 엽록체의 막이 3-4겹으로 이루어진 무리들이 있는데, 이들은 진핵생물이 다른 진핵생물 안으로 들어가 2차 세포내 공생을 한 것으로 보인다. 2차 세포내 공생을 한 원생생물들이 또 다른 진핵생물 안에서 공생할 경우 3차 세포내공생이 이루어질 것이라고 보고 있다.
크리스타
미토콘드리아 기질에서 TCA회로를 통해 공급받은 NADH와 FADH2는 내막의 효소에의해 수소이온을 내 놓으며 산화된다. 이 때 방출된 고에너지의 전자가 전자 전달 효소 복합체를 지나며 단계적으로 에너지를 방출한다. 이렇게 방출된 에너지는 수소이온을 막간공간(내막과 외막 사이의 공간)으로 능동수송한다. 그 결과 내막을 경계로 미토콘드리아 기질과 외막 사이에 수소이온의 농도 기울기가 발생하며, 막간공간의 수소이온이 ATP 합성효소를 통해 확산되어 미토콘드리아 기질로 들어올 때 ATP가 합성된다. 한편, 전자 전달계를 지난 전자는 산소와 수소이온과 만나 물분자를 형성한다.