人的感觉、知觉和思想，是人对物质世界的反映，人的动机和行为是人对物质世界的反应。但反映和反应并不是人类独有的，其它生物乃至非生物都能对事物的刺激或作用做出反映和反应。某些反映及反应能够导致物质性质改变，这时，旧物质就转变成了新物质；新物质形成以后，可以导致新的反映及反应出现，其中有些新的反映及反应又能导致物质性质发生改变，这时，新物质就转变成了更新的物质……生物正是物质世界这种螺旋式发展的产物。
3.1非生物反映及反应与非生物衍变
前面讲过，任何简单事物，在受到其他事物作用时，都必然首先在外界能量的推动下，引起该简单事物本身被动的有特异性的改变，并获得能量，这种改变，不但能表现出该简单事物本身的性质，还总是能相对直接地体现出作用施加事物的性质，我们称之为该简单事物对作用施加事物的基本反映。这些被动的改变，并非“该简单事物受到作用”这件事的终结，还会在获得的能量的推动下，引起一些继发的相对主动的有特异性的改变，这些继发改变虽然也能间接地体现出作用施加事物的某些特点，但主要表现出的是该简单事物自身的特性，是该简单事物本身对作用施加事物的“回答”，我们称之为该简单事物对作用施加事物的基本反应。
让两个篮球以一定的速度在光滑的冰面上正向相撞，接触面会出现瞬间弹性形变，球内的空气被压缩，空气分子间的排斥力加大，这是两球对互相作用作出的反映。随后，在排斥力的作用下，两球形变部位迅速恢复原貌，并相互把对方弹开，使两球的运动状态均发生改变，这是彼此对对方作用作出的反应。
将两个固有频率相同的音叉，固定在音叉固定架上，使音叉甲振动发声，音叉乙也会出现由弱到强的振动，并发出由弱到强的声波，直至振幅和声强达到某一数值以后不再增加。这时，使音叉甲停止振动，音叉乙还会继续振动，并发出声音。只不过这时音叉乙的振动和发出的声音都是逐渐由强到弱，直至声音消失、振动停止。这里，音叉乙随音叉甲的振动而出现逐渐增强的振动和发声，是音叉乙对音叉甲发出的声波的反映；而使音叉甲停止振动后，音叉乙自身出现逐渐衰减的振动及发声，则是对音叉甲声波作用的反应。
当给电炉通直流电时，在电场的作用下，电阻丝内的自由电子会发生定向移动，从负极流向正极，这是电炉电阻丝对外加电场的反映。自由电子流动时，与晶格发生碰撞，把电场释放的电能转变成热能和光能，结果电阻丝发热发光，这是电炉电阻丝对外加电场能量的反应。
把一小块金属钠放入盛有水的器皿中，金属钠将浮在水面上四处游动，并发出嘶嘶的响声，形状由不规则形变成闪亮的球形，体积逐渐缩小，直至消失。
在金属钠中，钠原子以金属键结合在一起。金属键是化学键的一种，主要在金属中存在，由许多自由电子及排列成晶格状的金属离子之间的静电吸作用形成，由于电子的自由运动，金属键没有固定的方向，因而是非极性键。
水分子是由一个氧原子和两个氢原子构成，氧原子和氢原子之间以极性共价键结合。也就是说，由于氧原子核对其最外层电子的吸引力大于氢原子核对其最外层电子的吸引力，所以，氢、氧原子结合成水分子时，在氢、氧原子核之间的排斥力，和它们对共用电子对的吸引力的共同作用下，氢氧之间的共用电子对偏向氧原子。水分子的两个极性共价键的夹角为104.5度角，这是原子核和高速运动的核外电子间电磁作用作用和万有引力作用的综合结果。
在这里，我们把钠作为反映及反应主体来分析金属钠与水分子之间的反映与反应。当金属钠与水分子的一个氢原子核（质子）相遇时，就会有一个金属钠的自由电子，受到氢原子核的吸引力大于钠离子晶格对它的吸引力。所以，这个自由电子将随着氢原子核在金属钠表面快速运动，这是单质钠对水分子中氢原子核电磁作用的反映。
当两个束缚了金属钠自由电子的氢原子在金属钠表面相遇时，就结合成为氢分子而脱离金属钠表面。这样，失去了两个自由电子的金属钠就带有两个单位的正电荷，从而吸引水与金属钠交界面已形成的两个氢氧根离子，并有两个钠离子与两个氢氧根离子以离子键结合成氢氧化钠而脱离金属钠表面，溶解在水中，并放出热量。这正是钠对水分子中氢原子核通过电磁作用夺走其电子的反应。
这种与主体相连的旧化学键的断裂，与主体相连的新化学键形成，从而导致主体参与构成的旧物质解体，参与构成的新物质形成的反应被称为化学反应。我们暂且把它所对应的反映称为化学反映。相应地，我们把前述没有新物质形成的反应称为物理反应，所对应的反映叫做物理反映。
元素是指具有相同核电荷数（即质子数）的同一类原子或离子的总称。到2012年为止，总共有118种元素被发现，其中94种存在于地球上。地球上的所有物质，包括人类都是由这94种元素中的一部分构成的。原子是由原子核以及与核内质子数相等的绕核高速运动的核外电子构成。原子核是由质子和中子在强相互作用下结合而成。普通的氢原子的原子核是特殊的原子核，仅仅是一个质子。质子是由两个上夸克和一个下夸克通过胶子在强相互作用下结合而成，带一个单位正电荷。原子核的质子数目决定了该原子或离子属于哪一类元素，也决定了该元素的化学性质。中子是由两个下夸克和一个上夸克通过胶子在强相互作用下构成的，不带电荷。原子核的中子的数目决定了原子或离子属于该元素的哪一种同位素。如果没有中子，由于带正电荷质子间的排斥力，就难以形成除氢之外的其他元素。自由中子会衰变，半衰期为15分钟，衰变时释放一个电子和一个反中微子而成为质子（β衰变）。
氢的同位素重氢（氘）的原子核是由一个质子和一个中子构成的，超重氢（氚）是由一个质子和两个中子构成的。普通氦原子核是由两个质子和两个中子构成的，现时已知的氦同位素有八种。在超高温、高压下，氘或氚原子核由于获得了足够的动能，它们之间的距离就能够小于5飞米（fm）甚至达到1fm。当它们之间的距离小于4～5fm时，核力开始起作用，但当它们之间的距离为2～5fm时，核力是较弱的吸引力。只有当它们之间的距离在1～2fm时，核力才是较强的吸引力，它比质子间的电磁力强得多（约为电磁力的100倍），足以克服电磁力的排斥作用。这时它们就快速靠近，这是氘或氚核之间对核力的反映。最终，两核相撞，释放出多余的中子，融合成为普通氦核，同时放出巨大的能量，这是它们对核力的反应。这就是氢弹的爆炸原理。这种反应被称为核聚变反应，相应的，我们把它所对应的反映也可以暂且称为核聚变反映。
核聚变反映和核聚变反应不能不使我们联想到，宇宙形成之初，在极度高温、极度高压和其它一些未知条件下，上、下夸克和胶子之间，通过对它们之间的强相互作用的反映和反应，形成质子（即氢原子核）和中子。质子和中子还能够通过对它们之间强相互作用的反映和反应，形成一些含有中子的简单的原子核。含有中子的简单原子核再通过核聚变反映及核聚变反应而形成复杂的原子核，从而就形成了构成物质的所有元素的原子核。直到温度和压强下降到某一临界值以下，核聚变反应停止。
随着时间的推移，温度会进一步下降，当温度降到某一临界值以下时，带正电的原子核和带负电的电子，通过对它们之间的电磁作用发生反映和反应，使不同数量的电子被束缚在原子核周围做高速运动。我们知道，当被束缚在原子核周围的电子数与核内质子数相同时，组成的粒子团，称为原子，当被束缚在原子核周围的电子数与核内质子数不同时，组成的粒子团，称为离子。核外电子数小于核内质子数时称正离子或阳离子，核外电子数大于核内质子数时称负离子或阴离子。由于原子核与电子对于它们之间的电磁作用发生反映及反应时，物质尚呈气体状态，原子核和电子均处于分散状态，并且自由电子总数和原子核所带的正电荷总数相差不大，所以反应形成的物质，可能以电中性的气态原子为主。
化学家通常按照核内质子数多少，给原子排序。直观地理解，随着原子序数逐渐增加，原子的核内质子数与核外电子数同时逐渐增加，原子半径应该逐渐增大。但事实并非完全如此，而是元素随原子序数递增，其原子半径及性质呈现周期性变化，这就是元素周期律。按照这一规律，俄国化学家门捷列夫创制了元素周期表。把元素随原子序数递增出现每一次周期性变化的所有组成元素都排在一行中，称为一个周期。把不同周期中化学性质相似的元素都按顺序放在同一列中，称为一个族。这样，在同一族中，原子半径虽然随原子序数的增加而增大，但在同一周期中，原子半径随原子序数的增加非但不增大，反而减小。之所以出现这种现象，是由于原子核外电子的排布是分层的，由内向外依次被命名为K、L、M、N、O、P ……层，各电子层最多容纳的电子数是2n2个（n表示电子层），最外层电子数不超过8个（K 层是最外层时，最多不超过2个），次外层电子数目不超过18个，倒数第三层不超过32个。在同一族中，随着原子序数的增加，核外电子层数也在增加，因此半径增大。而在同一周期中，随着原子序数的增加，原子核内质子数和核外最外层电子数同时增加，而核外电子层数并不增加，所以原子核对最外层电子的吸引不但不减弱，反而增强。因此，在同一周期中，原子半径不但不随原子序数的增加而增大，反而随原子序数的增加而减小。由于同一周期不同种原子的原子核对最外层电子的吸引力不同，越靠近一个周期首端的原子，由于其原子核对最外层电子的吸引力越弱，因而越容易失去其最外层电子而成为正离子；越靠近一个周期尾端的原子，由于其原子核对最外层电子的吸引力越强，因而越容易夺取电子，使最外电子层达到或接近饱和状态而成为负离子；只有位于一个周期最尾端的惰性元素，因为各电子层均处于饱和状态，既不容易失去电子，也不容易得到电子，因此，最容易处于游离原子状态。
在宇宙形成时，当温度下降到一定程度，原子之间相遇。占绝大多数的非惰性元素的原子，由于其原子核对最外层电子的吸引能力不同，以及最外电子层电子数目不同，因而争夺其他原子最外层电子的能力不同，也就是与其他原子发生化学反映与反应的能力不同，结果，或是自身的最外层电子被其他原子所夺，或是夺取了其他原子的最外层电子，或是与其他原子共用最外层电子，从而与其他原子以离子键、共价键和金属键等化学键结合成化合物或单质。可见，构成整个地球的绝大多数物质，都是在一定条件下，无数的相同或不同的原子核和若干倍于原子核的无数的电子，通过对它们之间的电磁作用以及万有引力的作用，发生综合的、复杂的反映和反应形成的。气体、液体和固态物质，只不过是在不同温度范围内，原子核或原子核组合与电子的不同结合方式。溶液也只是一种在一定温度范围内，原子核组合与电子的结合方式。但大规模的无机物形成基本结束时，地球仍然温度较高，因而不允许有机物存在，有机物产生在地球冷却至常温或接近常温以后。
3.2特定反映及反应使非生物衍变为生物
米勒、尤里等许多科学家的实验证实，在闪电、火山爆发等自然条件下，存在于海洋、地表及空气中的小分子量无机物，如甲烷、氨、水蒸气、一氧化碳、氢气、磷酸、硫化氢和氰化氢等物质之间可以发生化学反映与化学反应，产生以碳这种原子量小，对最外层电子吸引力强，能够形成最多共价键的元素为骨架，结合氢、氮、氧、磷和硫等原子量小，容易和碳形成共价键的元素，构成比无机物大得多的小分子有机物。如嘌呤、嘧啶、单糖（其中包括核糖及脱氧核糖）、脂肪酸、类脂（磷脂、固醇类）、氨基酸、核苷酸和脱氧核苷酸等。霍洛维茨（Horowitz）合成多聚甘氨酸的化学实验初步证实，有机小分子物质之间，在一定条件下，也能在生物体外发生化学反映及化学反应，缩合成蛋白质、核糖核酸、脱氧核糖核酸、多糖、糖蛋白、脂蛋白及核蛋白等多种多样的有机高分子物质。
酶主要是由活细胞产生的、对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质。生物酶多得不可胜数。洗衣粉生产商将微生物产生的蛋白酶、脂肪酶及淀粉酶等加入到洗衣粉中，制成了加酶洗衣粉。在一定的水温和PH值下，加酶洗衣粉中的碱性蛋白酶能够催化衣物中的蛋白质污渍降解成易溶于水的小分子肽；碱性脂肪酶能够催化甘油三酯污渍使之水解成容易被乳化的甘油二酯、甘油单酯和脂肪酸；淀粉酶能够催化淀粉使之水解，变成糊精或麦芽糖。科学实验证实，在特定环境下，脱氧核糖核酸（DNA）及核糖核酸（RNA）在体外能够进行复制及转录。这些说明，只要条件适宜，生物高分子物质即使在生物体外也能像在生物体内一样发挥作用。
病毒只能算是一种分子水平的半生物，它是以脱氧核糖核酸分子（DNA）或核糖核酸分子（RNA）为核心，外包一层蛋白质外壳（核壳）而构成，有的病毒在核壳外面另有一层由脂蛋白组成的膜（包膜）包围着。病毒只有通过感染过程进入其他生物细胞，才能表现出生物特征。根据感染对象不同，病毒可分为人和其它动物病毒、植物病毒和细菌病毒（噬菌体）等。病毒感染宿主的过程实际上就是病毒的脱氧核糖核酸分子（DNA）或核糖核酸分子（RNA）侵入活的宿主细胞，然后进行增值的过程。
噬菌体是专门以细菌为宿主的病毒，它是一个包裹着蛋白质外壳的脱氧核糖核酸分子或核糖核酸分子，大部分噬菌体还长有“尾巴”，用来将脱氧核糖核酸或核糖核酸注入宿主体内，超过95%已知的噬菌体核酸分子是双螺旋结构的DNA，余下的5%以RNA为遗传物质。以DNA噬菌体为例，噬菌体在侵染细菌时，一般是通过注射方式将其DNA注入菌体细胞中，衣壳则留在胞外。然后，噬菌体DNA在细菌细胞中利用细菌的物质和能量代谢微系统，在细菌细胞膜所创造的内环境下，复制出很多子代噬菌体DNA，并合成很多外壳蛋白质，重新组装成许多新的噬菌体，最后由于细菌体的溶解而被释放出来，再去侵染其他细菌。一旦离开了宿主细胞，噬菌体既不能生长，也不能复制。
亚病毒仅仅是一个具有浸染性的核糖核酸分子或蛋白质分子，包括类病毒，拟病毒和朊病毒。其中，类病毒是比病毒还简单的致病因子，它们没有蛋白质外壳保护，仅仅是游离的共价闭合环状单链RNA分子。类病毒专一性很强，通常感染高等植物，整合到植物的细胞核内进行复制，并使宿主致病或死亡。拟病毒也称为类类病毒，它也是一种环状单链RNA，它的侵染对象是植物病毒，被侵染的植物病毒被称为辅助病毒，拟病毒必须通过辅助病毒才能复制，单独的辅助病毒或拟病毒都不能使植物受到感染。朊病毒是具有浸染性的较小的蛋白质分子，能侵入动物和人体细胞内进行复制，并引起多种疾病。如疯牛病、羊瘙痒症等。
可见，无论病毒还是类病毒，在没有侵入生物活细胞以前，都只不过是一个包有外壳（病毒）或没有外壳（类病毒)的脱氧核糖核酸分子（DNA）或核糖核酸分子（RNA），都没有任何生命特征，所以，这时它们只是非生命状态的核酸复合物或核酸。一旦侵入宿主细胞，它们的核酸就与宿主细胞组成了具有新陈代谢、生殖等生命特征的新的特殊的生命体，所以，这时它们的核酸是处于生命状态的核酸。同样，朊病毒在没进入宿主细胞以前，是非生命状态的蛋白质小分子。进入宿主细胞以后，就与宿主细胞组成一个特殊生命体。所以，这时它是处于生命状态的蛋白质分子。
转基因技术是指从某种生物体中提取所需要的基因，经过修饰或不经过修饰，导入到目的生物体的基因组中，使之与该生物的基因进行组合，从而达到改造生物性状的目的。人类能够用化学方法合成的结晶牛胰岛素，它的结构、理化性质以及结晶形状都和天然的牛胰岛素完全一样，在牛体内能够表现出天然牛胰岛素所具有的所有生物活力。
生命的主要组成成分，如核酸和蛋白质（包括酶）等，在特定的体外环境下，能够表现出与在生物体内时相同的特性。非生命状态的核酸、蛋白质等分子可以成为生命的重要，甚至关键组成部分。这些事实说明，生命是物质特殊的组织形式和运动形式。
生物膜（包括细胞膜和细胞内膜）主要化学成分是脂类、蛋白质和糖类。以脂类和蛋白质为主，糖类只占极少量。其结构特点是以液态的脂质双分子层为基础构架，其中镶嵌着不同生理功能的蛋白质，后者属于球蛋白。在细胞膜外侧，有的蛋白质或脂质分子结合着糖链。生物膜的脂质主要为磷脂，包括卵磷脂和脑磷脂。卵磷脂和脑磷脂都是长杆状的双嗜性分子，即一端的磷酸和碱基是亲水性极性集团，另一端，两条脂肪烃链是疏水性非极性集团。在细胞膜的脂质双分子层骨架中，每个磷脂分子中由磷酸和碱基构成的集团，都朝向膜的外表面或内表面，而两条较长的脂肪烃链则在膜的内部两两相对。常温下，这些磷脂在细胞膜中是不断运动的，每一分子在每一秒内中可和其邻近的磷脂分子换位一百万次，也就是说，他们在本分子层面上的侧向运动极快，不过，它们极难做掉头运动或由一侧脂质层移到另一侧脂质层。科学家做过实验，当把脂质分子洒向平静的水面时，由于水分子也是极性分子，脂质分子的亲水集团将和水分子结合，疏水基团则受到排斥，于是在水相表面能够形成了一层亲水性集团朝向水面，而疏水性集团朝向空气的整齐排列的单分子层。这是脂质对平静水面的反应结果。当脂质分子在水溶液中被激烈扰动之后，脂质可以形成含水的囊状脂质膜，脂质膜中的脂质分子排列形式正是上述的那种双分子层。这是脂质对激烈扰动的水的反应结果。这种人工囊状脂质膜称为脂质小体。如果这种囊状脂质膜中结合了维持生命所需的各种蛋白质和糖类等物质，囊内溶液中又恰好有原核生物所具有的各种高分子物质，那么一个原核生物就诞生了。虽然在较短的时间内，这种可能性极小，但在上亿年甚至更长的时间内又是必然的。1977年美国伍兹霍海洋研究所对太平洋东部洋脊“硫化物烟囱”特殊生态系统的考察，为非生物转变成为生物提供了有利证据。
总之，在长达几亿年甚至十几亿年的时间中，特定的无机物，经特定的化学反映及化学反应，可以形成各种有机小分子物质；有机小分子物质，经特定的化学反映及化学反应可以形成各种有机高分子物质；特定的脂类、蛋白质及糖类，在水中经特定的反映及反应，终将会形成与细胞膜结构相同的含水囊状脂质膜；囊状脂质膜所含的水中，也终将会含有原始生命所必须的有机分子。所以，原始生命——原核生物，终将会因一系列特定的反映及反应而诞生。
