Các bằng chứng chứng minh ti thể và lục lạp được tiến hóa từ vi khuẩn:

- Kích thước của ti thể và lục lạp tương tự kích thước của vi khuẩn.

- Hình thái của ti thể và lục lạp thường là hình trứng, hạt,.. gần giống với hình dạng của trực khuẩn, cầu khuẩn.

- Ti thể và lục lạp có cấu tạo màng kép, nên người ta cho rằng lớp màng ngoài là của tế bào nhân thực, còn màng bên trong là của vi khuẩn cộng sinh.

- Ti thể và lục lạp có hệ gen riêng là phân tử ADN vòng, kép, trần giống ADN của vi khuẩn.

- Ti thể và lục lạp có khả năng tự nhân đôi độc lập không phụ thuộc sự phân chia của tế bào.

- Ti thể là sự cộng sinh của tế bào nhân thực với một vi khuẩn hiếu khí, lục lạp là sự cộng sinh của tế bào nhân thực với vi khuẩn lam.