地球在宇宙中形成後，起初沒有生命。經過長期的化學演化，也就是說，大氣中的有機元素，如氫、碳、氮、氧、硫、磷等，合成為有機分子(如甲烷、二氧化碳、壹氧化碳、水、硫化氫、氨、磷酸等。)在各種自然能源(如閃電、紫外線、宇宙射線和火山爆發等)的作用下。).這些有機分子進壹步合成，成為生物單體(如氨基酸、糖、腺苷、核苷酸)。這些生物單體進壹步聚合成生物聚合物。如蛋白質、多糖、核酸等。這個過程叫做化學進化。蛋白質出現後，最簡單的生命誕生了。這是發生在大約36億年前的壹件大事。從此，地球上有了生命。生物和非生物物質最基本的區別在於，它能從環境中吸收自身生命過程中所需的物質，排出自身生命過程中不需要的物質。這個過程叫做新陳代謝，這是第壹個區別。第二個區別是妳可以繁衍後代。任何活著的個體，無論它們的繁殖形式有多麽不同，都有繁殖新個體的能力。第三個區別是繼承能力。它可以把上壹代個體的特征傳遞給下壹代，使下壹代的新個體可以具有與上壹代相同或大致相同的特征。這種大致相同的現象最有意義，最值得我們關註。因為這說明它和上壹代有些不同，這叫變異。如果這種變異能夠適應環境並生存下來，就會壹代代強化這種變異，成為新個體的固有特征。生物不斷變異和遺傳，經過漫長的時間，不斷出現具有新特征的新個體，使生物不斷由簡單變復雜，構成了生物的系統進化。
地球早期生命的形態和特征。地球上最早的生命形式非常簡單。細胞是壹個個體。它沒有細胞核。我們稱之為原核生物。它是通過直接從細胞表面的周圍環境中吸收營養來生存的。這種生活方式被稱為異養。當時他們的生活環境缺氧，也就是所謂的無氧。所以最早的原核生物是異養厭氧的。它的形狀起初是球形，後來變成橢圓形、弧形、糯米條，再後來變成螺旋形、細長絲狀，等等。從形態變化的發展方向看，是增加身體與外界接觸的表面積，增加自身體積。現在生活在地球上的細菌和藍藻都屬於原核生物。藍藻的發生和發展，加速了地球上氧氣含量的增加。自20多億年前以來，不僅在水中，而且在大氣中也有大量的氧含量。細胞核的出現是生物進化中的壹個重要事件。原核生物已經進化了15億年。原來均勻分散在它們細胞內的核物質相對集中後，覆蓋著壹層膜，稱為核膜。細胞的核膜將膜內的核物質與膜外的細胞質分開。細胞中的細胞核就是這樣形成的。有細胞核的生物稱為真核生物。從此，細胞在繁殖分裂時不再簡單地分成兩個細胞質，裏面的細胞核也是壹分為二。真核生物(那時候還沒有動物，可以說其實只是真核植物)出現在大約20億年前。性別的出現是生物學進化過程中的又壹個重要事件，因為性別促進了生物學的優生學，加速了生物學向更復雜的方向發展。所以真核單細胞植物出現後，幾億年後才出現真核多細胞植物。真核多細胞植物出現後沒多久，植物的分工就出現了。植物中的壹組細胞主要起到固定植物的作用，成為固定器官，這就是現代藻類植物固定器的起源。從此開始出現器官分化，不同功能部位的內部細胞形態也開始分化。可見，細胞核和性的出現，大大加速了生物體本身形態和功能的發展。
生命的起源
長期以來，關於生命的起源有各種各樣的解釋。近幾十年來，根據現代自然科學的新成果，人們對生命起源進行了全面的研究，並取得了很大的進展。
根據科學計算，地球從誕生到現在大約有46億年的歷史。早期的地球很熱，地球上所有的元素都處於氣態。那時候，絕對不會有生命。最初的生命是在地球氣溫下降後極其漫長的時間裏，由非生命物質經過極其復雜的化學過程壹步步進化而來的。目前，這種認為生命起源是通過化學進化過程的說法已經得到了大多數學者的認可，並認為這種化學進化過程可以分為以下四個階段。
據推測，生命起源的化學進化是在原始地球的條件下開始的。當時地球表面溫度已經下降，但內部溫度仍然很高，火山活動異常頻繁。火山內部噴出的氣體形成了原始大氣(下圖)。壹般認為，原始大氣的主要成分是甲烷(CH4)和氨，這是原始地球的假想圖。
(左)原始大氣(右)有機物形成
(NH3)、水蒸氣(H2O)、氫氣(H2)，此外還有硫化氫(H2S)和氰化氫(HCN)。在宇宙射線、紫外線和閃電的作用下，這些氣體可能會自然合成氨基酸、核苷酸、單糖等壹系列相對簡單的有機小分子。後來地球溫度進壹步降低，這些有機小分子隨雨水流過湖泊河流，最終聚集在原始海洋中。
這方面的推測已經被科學實驗所證實。1935年，美國學者米勒等人設計了壹套密閉裝置(下圖)。他們將裝置中的空氣抽出，然後模擬原始地球上的大氣成分，將甲烷、氨氣、氫氣和水引入米勒實驗裝置。
蒸汽等氣體，並模擬了原始地球條件下的閃電，連續火花放電。最後，在U形管中檢測氨基酸。氨基酸是蛋白質的基本單位，因此探索地球上氨基酸的產生具有重要意義。
此外，也有學者模擬原始地球的大氣成分，在實驗室中制造出其他有機物，如嘌呤、嘧啶、核糖、脫氧核糖、脂肪酸等。這些研究表明，在《生命起源》中，無機物合成有機物的化學過程是完全可能的。
由有機小分子形成的蛋白質、核酸等有機聚合物是如何在原始地球條件下形成的？有學者認為，在原始海洋中，氨基酸、核苷酸等有機小分子，經過長期積累和相互作用，在適當的條件下(如吸附在粘土上)，通過縮合或聚合，形成了原始的蛋白質分子和核酸分子。
現在，有人模擬原始地球的條件，制造出類似蛋白質和核酸的物質。雖然這些物質和蛋白質、核酸有壹些區別，不能確定原始地球上蛋白質、核酸的形成過程是否如此，但已經為人們研究生命起源提供了壹些線索；在原始地球的條件下，有可能產生這些有機聚合物。
根據有機聚合物組成的多分子體系推測，蛋白質、核酸等有機聚合物在海洋中積累越來越多，濃度保持增加。由於各種原因(比如水的蒸發和粘土的吸附)，這些有機聚合物被濃縮分離，它們相互作用，凝結成液滴。這些液滴漂浮在原始海洋中，外層面包有最原始的邊界膜，與周圍原始海洋環境隔離開來，從而形成壹個獨立的系統，即多分子系統。這種多分子系統已經能夠與外界環境進行原始的物質交換活動。
從多分子系統到原始生命，從多分子系統到原始生命的演化，是生命起源過程中最復雜、最具決定性的階段，直接涉及原始生命的發生。目前，人們無法在實驗室中驗證這壹過程。但我們可以推測，壹些多分子系統經過長時間的不斷進化，特別是蛋白質和核酸的相互作用，最終形成了具有原始代謝和繁殖的原始生命。後來從生命起源的化學進化階段到生命出現後的生物進化階段。
雖然對生命起源的化學演化過程進行了大量的模擬實驗，但大部分只集中在第壹階段，有些階段還只局限於假說和推測。因此，我們必須繼續研究和討論生命的起源。
蛋白質和核酸是生物體中最重要的物質。沒有蛋白質和核酸，就沒有生命。1965年，中國科學家合成了結晶牛胰島素(壹種含有51個氨基酸的蛋白質)。1981年，中國科學家用人工方法合成了酵母丙氨酸轉運核糖核酸(核糖核酸的壹種)。這些作品反映了中國在探索生命起源方面的巨大成就。