首先，就事实而言，原核生物的直径普遍在1～10 µm的范围内，而叶绿体一般直径4-10µm,厚度1-2µm，所以在大小上，我认为原核生物不太可能容纳下叶绿体。
其次，就产生原因而言，内共生假说，既然题主也有一定的了解，那么我来稍微解释一下（不过我也不是学生物专业的，只能当做一般科普来看了）。首先，在自然界诞生的岩石细胞露卡（认为早起细胞的起源为深海热泉的礁石）有两支后代，一支为古菌，一支为真细菌，而古菌由于利用视黄醛来利用光能，在前期占有一定的优势，有些后代演化的比较大。后来真细菌在古菌的压力下利用光合色素（包括但不限于叶绿素）对水进行光解，在利用光能的同时产生了一大杀器“氧气”。在氧气的无差别氧化之下，古菌的后裔中有的牺牲了一部分细胞膜，将其向内凹陷，把遗传物质包起来，防止其被氧化，这便是早期的细胞核，这个细胞就是早期的真核细胞（下称真核细胞）。而又有一部分细菌（这里指的的原核生物，暂时没有演化出核膜的辣种）学会了利用氧气，并且可以通过氧化有机物获得能量（下称好氧细菌）。接下来，厌氧的大型真核细胞为了尽量躲开氧气浓度高的地区，于是和那部分好氧细菌生活在一起（好氧细菌周围由于氧气的消耗，氧气浓度较低）。有那么一天，真核细菌不小心把那个好氧细菌吃了，结果好氧细菌并没有被消化，而是在囊泡内定居，而且还每天上交不少房租，然后就演化成了如今的线粒体。而这个过程便是内共生。然后，无独有偶，有那么一天，上面一类真核生物又吃了一个类似于蓝藻的真细菌，好家伙，最后演化成了叶绿体。其实吧，这也只是一个广泛被接受的假说而已，有一些问题暂时还无法被合理地解释。不过，这个假说倒是未你的问题提出了第三点，从结构上，在蓝藻（蓝细胞）内存在光合片层其实就是叶绿体中基粒的作用（人教版高中生物必修一第一单元我记得有图），所以我认为原核生物不需要叶绿体也可以进行光合作用。并且早期的真细菌应该和如今的蓝藻差不多。
