生命起源和進化過程
前地球上豐富多彩的生物界是怎樣形成的？地球上最初的原始生命又是怎樣產生的？根據眾多學者長期的深入的綜合的研究認為，生命的起源和發展需要經過兩個過程。第一個過程是生命起源的化學進化過程（發生在地球形成後的十多億年之間），即由非生命物質經一系列複雜的變化，逐步變成原始生命的過程。第二個過程是生物進化過程（發生在三十億年以前原始生命產生到現在），即由原始生命繼續演化，從簡單到複雜，從低等到高等，從水生到陸生，經過漫長的過程直到發展為現今豐富多彩的生物界，並且繼續發展變化的過程。
生命起源化學進化過程
根據科學的推算，地球從誕生到現在，大約有46億年的歷史。早期的地球是一個很熾熱的球體，地球上的一切元素都呈氣體狀態。那時地球上是絕對不會有生命存在的。地球上最初的原始生命是在原始地球條件下，由非生命物質，在極其漫長的時間裡，經過四個階段的化學進化過程，一步一步演變而成的。
1．從無機小分子物質生成有機小分子物質
原料：原始大氣中的各種成分。
能量：大自然不斷產生的含有極高能量的宇宙射線、強烈的紫外線和頻繁的閃電等。
1953年，美國芝加哥大學的學者米勒及其助手在實驗室內首次模擬原始地球在雷嗚閃電下將原始大氣合成小分子有機物的過程。米勒等人設計的火花放電裝置如課本的圖中所示。他首先把200毫升水加入到500毫升的燒瓶中，抽出空氣，然後模擬原始大氣成分通入甲烷、氨、氫等混合氣體。將入口玻璃管熔化封閉，然後把燒瓶內的水煮沸，使水蒸氣驅動混合氣體在玻璃管內流動，進入容積為5升的燒瓶中，並在其中連續進行火花放電7天，模擬原始地球條件下的閃電現象，再經冷凝器冷卻後，產生的物質沉積在U型管中，結果得到20種小分子有機化合物，其中有11種氨基酸。這11種氨基酸中，有4種氨基酸——甘氨酸、丙氨酸、天門冬氨酸和穀氨酸，是天然蛋白質中所含有的。
繼米勒的工作後，不少學者利用多種能源（如火花放電、紫外線、衝擊波、丙種射線、電子束或加熱）模擬原始地球大氣成分，均先後合成了各種氨基酸，以及組成生物高分子的其他重要原料，如：嘌呤、嘧啶、核糖、脫氧核糖、核苷、核苷酸、脂肪酸等。由此可以看出：在原始地球條件下，原始大氣成分在一定能量的作用下，完全可以完成從無機物向簡單有機物的轉化。（需要說明的是：新近的發現已令有的人對此結論產生了一些懷疑。有的科學家認為，早期地球上的任何CH4、NH3和H2S都會迅速被紫外線輻射所分解，釋放出的H2多數也會逃逸到太空中，根據目前的理論，早期大氣的主要成分是水蒸汽、CO2、CO、N2等氣體，可能還有一些遊離氫。）
由於火山爆發的同時，使地殼不斷地隆起或下陷，形成了山峰或低地，後來，當地表溫度下降後，散佈在原始大氣裡的、達到飽和狀態的水蒸氣遇冷形成雨水而下降，流到低地就形成原始海洋。氨基酸等小分子有機物經雨水作用最後彙集在原始海洋中，日久天長，不斷積累，使原始海洋含有了豐富的氨基酸、核苷酸、單糖等有機物，為生命的誕生準備了必要的物質條件。
2．化學進化過程的第二階段：從有機小分子物質形成有機高分子物質
原始海洋中的氨基酸、核苷酸、單糖、嘌呤、嘧啶等有機小分子物質經過極其漫長的積累和相互作用，在適當條件下，一些氨基酸透過縮合作用形成原始的蛋白質分子，核苷酸則透過聚合作用形成原始的核酸分子。生命活動的主要體現者——原始的蛋白質和核酸的出現意味著生命從此有了重要的物質基礎。
美國學者FOCUS認為，原始海洋中的氨基酸可能被沖洗到火山附近等溫度高於水沸點的熱地區，它們在那裡蒸發、乾燥和聚合，產生的類蛋白又被衝回海洋，進一步發生其他反應。他在實驗室內將多種純氨基酸混合，在無水條件下加熱至160—200℃，幾小時後就得到具有某些天然蛋白質性質的類蛋白。（原始的蛋白質和核酸與現代生物中的蛋白質和核酸並不一樣，它們又經過若干億年的不斷演變，以至結構越來越完善，功能越來越複雜，才形成像現在的蛋白質和核酸的高分子化合物。）以後又有人模擬原始地球條件，用核苷酸等小分子有機物合成類似天然核酸的物質。 3．化學進化過程的第三個階段：從有機高分子物質組成多分子體系
以原始蛋白質和核酸為主要成分的高分子有機物，在原始海洋中經過漫長的積累、濃縮、凝集而形成“小滴”，這種“小滴”不溶於水，被稱為團聚體或微粒體。它們漂浮在原始海洋中，與海水之間自然形成了一層最原始的界膜，與周圍的原始海洋環境分隔開，從而構成具有一定形狀的、獨立的體系。這種獨立的多分子體系能夠從周圍海洋中吸收物質來擴充和建造自己，同時又能把小滴裡面的“廢物”排出去，這樣就具有了原始的物質交換作用而成為原始生命的萌芽，這是生命起源化學進化過程中的一個很重要的階段。但這時還不具備生命，因為它還沒有真正的新陳代謝和繁殖等生命的基本特徵。
團聚體假說 這一假說是由原蘇聯學者奧巴林提出的。奧巴林等人把均勻、透明的白明膠（一種動物蛋白質）的水溶液與阿拉伯膠（一種多糖）的水溶液混合在一起。用顯微鏡觀察，可以看到：原來均勻、透明的膠體溶液變得渾濁了，繼而出現了具有明顯界膜的小滴，奧巴林把這種小滴稱為團聚體。由於發現這種團聚體可以表現出合成、分解、生長等生命現象，奧巴林等人認為團聚體可能是原始生命形成過程的一個重要階段。
微球體假說 這一假說是由美國學者富克斯提出的。FOCUS等人把酸性的類蛋白物質用1％的NaCl 溶液稀釋經加熱、溶解、冷卻以後，放在顯微鏡下觀察，發現了溶液中有無數的球狀小體。FOCUS稱它為類蛋白微球體。
微球體能保持結構的穩定性，具有雙層的界膜，透過這個界膜，微球體能夠與周圍環境進行有選擇性的物質交換。它們在高滲透壓的溶液中收縮，在低滲透壓的溶液中膨脹。FOCUS認為，微球體就是最初的多分子體系。
4．化學進化過程的第四個階段：從多分子體系演變為原始生命
具有多分子體系特點的小滴漂浮在原始海洋中，經歷了更加漫長的時間，不斷演變，特別是由於蛋白質和核酸這兩大主要成分的相互作用，其中一些多分子體系的結構和功能不斷地發展，終於形成了能把同化作用和異化作用統一於一體的、具有原始的新陳代謝作用並能進行繁殖的原始生命。
這是生命起源過程中最複雜、最有決定意義的階段，它直接涉及到原始生命的發生，是一個飛躍，一個質變階段。所以，這一階段的演變過程是生命起源的關鍵，但目前僅僅是推測，如果能得到證實並能進行模擬的話，那麼就意味著能人工合成生命，這將是生命科學上一個重大的突破。
1965年，中國科學工作者首次人工合成了具有生物活性的結晶牛胰島素，這是一種比較簡單的蛋白質分子，分子量約為6000，由51個氨基酸、兩條肽鏈（分別為21肽和30肽）組成，這在當時遠遠超過國際水平。1981年，中國科學工作者又人工合成了酵母丙氨酸轉運核糖核酸，這是一種RNA，是酵母菌在合成蛋白質時，專門用來運送丙氨酸到核糖體上的t-RNA。它的分子量為26000，比牛胰島素的分子量約大4倍，結構也複雜得多。結晶牛胰島素和酵母丙氨酸轉運核糖核酸的人工合成，對生命起源化學進化過程第二階段的研究有著重要的意義，它反映了中國在探索生命起源問題上所取得的重大成就。
原始海洋是地球上最初產生的有機物的彙總場所，有機高分子的形成，多分子體系的組成，以及原始生命的誕生都是在原始海洋中進行的，而海水能阻止強烈的紫外線對原始生命的破壞殺傷作用。所以說，原始海洋是生命的搖籃。
（1）原始生命雖然具有原始的新陳代謝作用，但其結構十分簡單，不可能具有進行光合作用的結構和條件，而只能以原始海洋中已經存在的各種有機物作為營養物質，所以其同化方式應該是異養型。原始大氣成分中沒有氧氣，因此其異化方式只可能是厭氧型。所以，原始生命的代謝型別最大可能為異養厭氧型。
（2）生命在地球上的出現是原始地球條件和各種物質相互作用的結果，在現今的地球條件下，作為生命起源的基本條件已不存在了。隨著地球上最早的能進行光合作用的原始藻類（如藍藻）和以後綠色植物的出現，現代大氣已成為含氧豐富的氧化性大氣，而不再是生命起源所必需的還原性大氣。現今地球的大氣層中有臭氧層阻擋了大部分的紫外線，沒有了強烈的太陽輻射，也沒有頻繁的閃電，地球的溫度也降低了，把無機物合成為有機物必需的自然界的高能作用已不復存在。另外，也不再有含豐富有機物、含鹽量極少的原始海洋那樣的環境。現在的地球上由於存在大量的遊離氧（可以氧化有機物）和微生物（可以分解有機物）各種有機物不可能像在原始海洋中那樣長期儲存和積累。因此，在現在的地球環境條件下，是不可能再產生新的原始生命的。正因為地球上不會有新的生命起源，現在地球上生物若滅絕一種，就永遠地消失， 一去不復返。因此保護環境，保護生物，尤其保護珍稀的野生動植物資源是當務之急。
生物的進化
化石是生命進化過程的歷史見證，目前最早的化石記錄是30多億年前地層中發現的原核生物化石。而在這以前最初的生命是非細胞形態的生命，當時生命所處的時代，是沒有遊離氧存在的，代謝方式只能是以周圍環境的有機物為養料，依靠無氧呼吸的方式獲取能量，為異養、厭氧型生物。以後，從非細胞形態的原始生命發展到原始細胞形態的生命，是生命發展歷程中的新突破。標誌著生命的進化已經從原始生命階段發展到了原始的原核生物階段。當地球早期積累的有機物隨異養生物的消耗而減少時，突變和自然選擇的結果，逐漸演化出自養型的生物——藍藻類的原核生物。藍藻透過光合作用合成有機物，是一個劃時代的飛躍，標誌著生物減少了對外界環境的依賴性，增強了自身的獨立性。光合作用消耗大量二氧化碳，同時釋放分子氧。地球大約在20億年前出現氧氣，且氧氣含量達到了現在大氣中氧含量的1％。氧含量的增加，為需氧型生物的產生創造了條件。這時的生物由異養生活過渡到自養生活，並從異養生物中分化出了自養生物，由無氧生活過渡到有氧生活，從厭氧生物中分化出好氧生物，使得新陳代謝的水平加強。
在中國河北距今13億年前的地層中發現了儲存相當好的紅藻化石。
在澳洲10億年前形成的地層中發現了單細胞綠藻化石，從這些化石上已經極其清楚地顯示出細胞具有細胞核，已是真核細胞。雖然對真核細胞的起源，尚未有統一的學說，但是真核細胞的出現在生物進化歷史上具有重要的意義。
其意義首先表現在：真核細胞在結構和機能上的複雜化，是生物型別多樣化的基礎。其次，由於有性生殖過程中的減數分裂是一種特殊形式的有絲分裂，所以說真核細胞的有絲分裂為有性生殖的產生奠定了基礎。
從化石資料的事實表明，有性生殖的生物出現以後，生物進化的步伐確實大大加快了。而現存的生物絕大多數都是進行有性生殖的。
生物的進化經歷了漫長的歲月，隨著生存環境的演變，低等生物逐漸向高等生物進化。從下表中我們可以較為清晰地看出生物進化的方向是：低等→高等；水生→陸生。
時間 環境 環境狀況 生物種類
6億年前 海洋 種類繁多的藻類植物和低等無脊椎動物
陸地 幾乎沒有生命，一片寂靜
4億年前 海洋 縮小 魚類興旺
陸地 擴大 出現原始蕨類植物，原始兩棲類
3億年前 陸地 氣候溫暖潮溼 蕨類植物繁盛，其中一些種類進化成裸子植物；兩棲類興旺，其中一些種類進化成爬行動物
248萬年 陸地 高大山脈隆起、氣候寒冷、乾燥 原始哺乳動物。鳥類陸續出現，並極大發展，厥類植物大量死亡，被子植物出現並空前發展
生物的種類繁多；到目前為止，已經發現的生物大約有二百萬種，早在1735年，瑞典博物學家林奈將生物界分為植物界和動物界。
植物 動物
運動 不能運動 能夠運動
營養 光合作用 自養型 攝取有機物 異養型
按照林奈的兩界說，像裸藻這樣既可以藉助於鞭毛的擺動運動，又可以透過葉綠體進行光合作用製造養料的生物，在分類系統中屬於哪一界呢？顯然，兩界說不能將生物進行合理的分類。隨著人們對不同類群生物的認識不斷加深，目前，被廣泛認同的是1969年美國學者魏泰克提出的五界說，五界說是依據真菌和植物在營養方式和結構上的差異，在生物分類的基礎上創立的。
生命起源和進化過程
前地球上豐富多彩的生物界是怎樣形成的？地球上最初的原始生命又是怎樣產生的？根據眾多學者長期的深入的綜合的研究認為，生命的起源和發展需要經過兩個過程。第一個過程是生命起源的化學進化過程（發生在地球形成後的十多億年之間），即由非生命物質經一系列複雜的變化，逐步變成原始生命的過程。第二個過程是生物進化過程（發生在三十億年以前原始生命產生到現在），即由原始生命繼續演化，從簡單到複雜，從低等到高等，從水生到陸生，經過漫長的過程直到發展為現今豐富多彩的生物界，並且繼續發展變化的過程。
生命起源化學進化過程
根據科學的推算，地球從誕生到現在，大約有46億年的歷史。早期的地球是一個很熾熱的球體，地球上的一切元素都呈氣體狀態。那時地球上是絕對不會有生命存在的。地球上最初的原始生命是在原始地球條件下，由非生命物質，在極其漫長的時間裡，經過四個階段的化學進化過程，一步一步演變而成的。
1．從無機小分子物質生成有機小分子物質
原料：原始大氣中的各種成分。
能量：大自然不斷產生的含有極高能量的宇宙射線、強烈的紫外線和頻繁的閃電等。
1953年，美國芝加哥大學的學者米勒及其助手在實驗室內首次模擬原始地球在雷嗚閃電下將原始大氣合成小分子有機物的過程。米勒等人設計的火花放電裝置如課本的圖中所示。他首先把200毫升水加入到500毫升的燒瓶中，抽出空氣，然後模擬原始大氣成分通入甲烷、氨、氫等混合氣體。將入口玻璃管熔化封閉，然後把燒瓶內的水煮沸，使水蒸氣驅動混合氣體在玻璃管內流動，進入容積為5升的燒瓶中，並在其中連續進行火花放電7天，模擬原始地球條件下的閃電現象，再經冷凝器冷卻後，產生的物質沉積在U型管中，結果得到20種小分子有機化合物，其中有11種氨基酸。這11種氨基酸中，有4種氨基酸——甘氨酸、丙氨酸、天門冬氨酸和穀氨酸，是天然蛋白質中所含有的。
繼米勒的工作後，不少學者利用多種能源（如火花放電、紫外線、衝擊波、丙種射線、電子束或加熱）模擬原始地球大氣成分，均先後合成了各種氨基酸，以及組成生物高分子的其他重要原料，如：嘌呤、嘧啶、核糖、脫氧核糖、核苷、核苷酸、脂肪酸等。由此可以看出：在原始地球條件下，原始大氣成分在一定能量的作用下，完全可以完成從無機物向簡單有機物的轉化。（需要說明的是：新近的發現已令有的人對此結論產生了一些懷疑。有的科學家認為，早期地球上的任何CH4、NH3和H2S都會迅速被紫外線輻射所分解，釋放出的H2多數也會逃逸到太空中，根據目前的理論，早期大氣的主要成分是水蒸汽、CO2、CO、N2等氣體，可能還有一些遊離氫。）
由於火山爆發的同時，使地殼不斷地隆起或下陷，形成了山峰或低地，後來，當地表溫度下降後，散佈在原始大氣裡的、達到飽和狀態的水蒸氣遇冷形成雨水而下降，流到低地就形成原始海洋。氨基酸等小分子有機物經雨水作用最後彙集在原始海洋中，日久天長，不斷積累，使原始海洋含有了豐富的氨基酸、核苷酸、單糖等有機物，為生命的誕生準備了必要的物質條件。
2．化學進化過程的第二階段：從有機小分子物質形成有機高分子物質
原始海洋中的氨基酸、核苷酸、單糖、嘌呤、嘧啶等有機小分子物質經過極其漫長的積累和相互作用，在適當條件下，一些氨基酸透過縮合作用形成原始的蛋白質分子，核苷酸則透過聚合作用形成原始的核酸分子。生命活動的主要體現者——原始的蛋白質和核酸的出現意味著生命從此有了重要的物質基礎。
美國學者FOCUS認為，原始海洋中的氨基酸可能被沖洗到火山附近等溫度高於水沸點的熱地區，它們在那裡蒸發、乾燥和聚合，產生的類蛋白又被衝回海洋，進一步發生其他反應。他在實驗室內將多種純氨基酸混合，在無水條件下加熱至160—200℃，幾小時後就得到具有某些天然蛋白質性質的類蛋白。（原始的蛋白質和核酸與現代生物中的蛋白質和核酸並不一樣，它們又經過若干億年的不斷演變，以至結構越來越完善，功能越來越複雜，才形成像現在的蛋白質和核酸的高分子化合物。）以後又有人模擬原始地球條件，用核苷酸等小分子有機物合成類似天然核酸的物質。 3．化學進化過程的第三個階段：從有機高分子物質組成多分子體系
以原始蛋白質和核酸為主要成分的高分子有機物，在原始海洋中經過漫長的積累、濃縮、凝集而形成“小滴”，這種“小滴”不溶於水，被稱為團聚體或微粒體。它們漂浮在原始海洋中，與海水之間自然形成了一層最原始的界膜，與周圍的原始海洋環境分隔開，從而構成具有一定形狀的、獨立的體系。這種獨立的多分子體系能夠從周圍海洋中吸收物質來擴充和建造自己，同時又能把小滴裡面的“廢物”排出去，這樣就具有了原始的物質交換作用而成為原始生命的萌芽，這是生命起源化學進化過程中的一個很重要的階段。但這時還不具備生命，因為它還沒有真正的新陳代謝和繁殖等生命的基本特徵。
團聚體假說 這一假說是由原蘇聯學者奧巴林提出的。奧巴林等人把均勻、透明的白明膠（一種動物蛋白質）的水溶液與阿拉伯膠（一種多糖）的水溶液混合在一起。用顯微鏡觀察，可以看到：原來均勻、透明的膠體溶液變得渾濁了，繼而出現了具有明顯界膜的小滴，奧巴林把這種小滴稱為團聚體。由於發現這種團聚體可以表現出合成、分解、生長等生命現象，奧巴林等人認為團聚體可能是原始生命形成過程的一個重要階段。
微球體假說 這一假說是由美國學者富克斯提出的。FOCUS等人把酸性的類蛋白物質用1％的NaCl 溶液稀釋經加熱、溶解、冷卻以後，放在顯微鏡下觀察，發現了溶液中有無數的球狀小體。FOCUS稱它為類蛋白微球體。
微球體能保持結構的穩定性，具有雙層的界膜，透過這個界膜，微球體能夠與周圍環境進行有選擇性的物質交換。它們在高滲透壓的溶液中收縮，在低滲透壓的溶液中膨脹。FOCUS認為，微球體就是最初的多分子體系。
4．化學進化過程的第四個階段：從多分子體系演變為原始生命
具有多分子體系特點的小滴漂浮在原始海洋中，經歷了更加漫長的時間，不斷演變，特別是由於蛋白質和核酸這兩大主要成分的相互作用，其中一些多分子體系的結構和功能不斷地發展，終於形成了能把同化作用和異化作用統一於一體的、具有原始的新陳代謝作用並能進行繁殖的原始生命。
這是生命起源過程中最複雜、最有決定意義的階段，它直接涉及到原始生命的發生，是一個飛躍，一個質變階段。所以，這一階段的演變過程是生命起源的關鍵，但目前僅僅是推測，如果能得到證實並能進行模擬的話，那麼就意味著能人工合成生命，這將是生命科學上一個重大的突破。
1965年，中國科學工作者首次人工合成了具有生物活性的結晶牛胰島素，這是一種比較簡單的蛋白質分子，分子量約為6000，由51個氨基酸、兩條肽鏈（分別為21肽和30肽）組成，這在當時遠遠超過國際水平。1981年，中國科學工作者又人工合成了酵母丙氨酸轉運核糖核酸，這是一種RNA，是酵母菌在合成蛋白質時，專門用來運送丙氨酸到核糖體上的t-RNA。它的分子量為26000，比牛胰島素的分子量約大4倍，結構也複雜得多。結晶牛胰島素和酵母丙氨酸轉運核糖核酸的人工合成，對生命起源化學進化過程第二階段的研究有著重要的意義，它反映了中國在探索生命起源問題上所取得的重大成就。
原始海洋是地球上最初產生的有機物的彙總場所，有機高分子的形成，多分子體系的組成，以及原始生命的誕生都是在原始海洋中進行的，而海水能阻止強烈的紫外線對原始生命的破壞殺傷作用。所以說，原始海洋是生命的搖籃。
（1）原始生命雖然具有原始的新陳代謝作用，但其結構十分簡單，不可能具有進行光合作用的結構和條件，而只能以原始海洋中已經存在的各種有機物作為營養物質，所以其同化方式應該是異養型。原始大氣成分中沒有氧氣，因此其異化方式只可能是厭氧型。所以，原始生命的代謝型別最大可能為異養厭氧型。
（2）生命在地球上的出現是原始地球條件和各種物質相互作用的結果，在現今的地球條件下，作為生命起源的基本條件已不存在了。隨著地球上最早的能進行光合作用的原始藻類（如藍藻）和以後綠色植物的出現，現代大氣已成為含氧豐富的氧化性大氣，而不再是生命起源所必需的還原性大氣。現今地球的大氣層中有臭氧層阻擋了大部分的紫外線，沒有了強烈的太陽輻射，也沒有頻繁的閃電，地球的溫度也降低了，把無機物合成為有機物必需的自然界的高能作用已不復存在。另外，也不再有含豐富有機物、含鹽量極少的原始海洋那樣的環境。現在的地球上由於存在大量的遊離氧（可以氧化有機物）和微生物（可以分解有機物）各種有機物不可能像在原始海洋中那樣長期儲存和積累。因此，在現在的地球環境條件下，是不可能再產生新的原始生命的。正因為地球上不會有新的生命起源，現在地球上生物若滅絕一種，就永遠地消失， 一去不復返。因此保護環境，保護生物，尤其保護珍稀的野生動植物資源是當務之急。
生物的進化
化石是生命進化過程的歷史見證，目前最早的化石記錄是30多億年前地層中發現的原核生物化石。而在這以前最初的生命是非細胞形態的生命，當時生命所處的時代，是沒有遊離氧存在的，代謝方式只能是以周圍環境的有機物為養料，依靠無氧呼吸的方式獲取能量，為異養、厭氧型生物。以後，從非細胞形態的原始生命發展到原始細胞形態的生命，是生命發展歷程中的新突破。標誌著生命的進化已經從原始生命階段發展到了原始的原核生物階段。當地球早期積累的有機物隨異養生物的消耗而減少時，突變和自然選擇的結果，逐漸演化出自養型的生物——藍藻類的原核生物。藍藻透過光合作用合成有機物，是一個劃時代的飛躍，標誌著生物減少了對外界環境的依賴性，增強了自身的獨立性。光合作用消耗大量二氧化碳，同時釋放分子氧。地球大約在20億年前出現氧氣，且氧氣含量達到了現在大氣中氧含量的1％。氧含量的增加，為需氧型生物的產生創造了條件。這時的生物由異養生活過渡到自養生活，並從異養生物中分化出了自養生物，由無氧生活過渡到有氧生活，從厭氧生物中分化出好氧生物，使得新陳代謝的水平加強。
在中國河北距今13億年前的地層中發現了儲存相當好的紅藻化石。
在澳洲10億年前形成的地層中發現了單細胞綠藻化石，從這些化石上已經極其清楚地顯示出細胞具有細胞核，已是真核細胞。雖然對真核細胞的起源，尚未有統一的學說，但是真核細胞的出現在生物進化歷史上具有重要的意義。
其意義首先表現在：真核細胞在結構和機能上的複雜化，是生物型別多樣化的基礎。其次，由於有性生殖過程中的減數分裂是一種特殊形式的有絲分裂，所以說真核細胞的有絲分裂為有性生殖的產生奠定了基礎。
從化石資料的事實表明，有性生殖的生物出現以後，生物進化的步伐確實大大加快了。而現存的生物絕大多數都是進行有性生殖的。
生物的進化經歷了漫長的歲月，隨著生存環境的演變，低等生物逐漸向高等生物進化。從下表中我們可以較為清晰地看出生物進化的方向是：低等→高等；水生→陸生。
時間 環境 環境狀況 生物種類
6億年前 海洋 種類繁多的藻類植物和低等無脊椎動物
陸地 幾乎沒有生命，一片寂靜
4億年前 海洋 縮小 魚類興旺
陸地 擴大 出現原始蕨類植物，原始兩棲類
3億年前 陸地 氣候溫暖潮溼 蕨類植物繁盛，其中一些種類進化成裸子植物；兩棲類興旺，其中一些種類進化成爬行動物
248萬年 陸地 高大山脈隆起、氣候寒冷、乾燥 原始哺乳動物。鳥類陸續出現，並極大發展，厥類植物大量死亡，被子植物出現並空前發展
生物的種類繁多；到目前為止，已經發現的生物大約有二百萬種，早在1735年，瑞典博物學家林奈將生物界分為植物界和動物界。
植物 動物
運動 不能運動 能夠運動
營養 光合作用 自養型 攝取有機物 異養型
按照林奈的兩界說，像裸藻這樣既可以藉助於鞭毛的擺動運動，又可以透過葉綠體進行光合作用製造養料的生物，在分類系統中屬於哪一界呢？顯然，兩界說不能將生物進行合理的分類。隨著人們對不同類群生物的認識不斷加深，目前，被廣泛認同的是1969年美國學者魏泰克提出的五界說，五界說是依據真菌和植物在營養方式和結構上的差異，在生物分類的基礎上創立的。