Các nền tảng sinh học hiện đại
Lý thuyết về tế bào
Các tế bào HeLa bị nhuộm màu xanh Hoechst.
Các tế bào ung thư ở người với các hạt nhân (đặc biệt DNA) đã nhuộm xanh. Các tế bào trung tâm và cực phải ở trong interphase, vì vậy toàn bộ hạt nhân được dán nhãn. Các tế bào bên trái đang trải qua sự phân bào và ADN của nó đã ngưng tụ.
Bài chi tiết: Lý thuyết tế bào
Tế bào tuyên bố rằng tế bào là đơn vị cơ bản của sự sống, rằng tất cả các sinh vật sống bao gồm một hoặc nhiều tế bào, và tất cả các tế bào phát sinh từ các tế bào khác thông qua sự phân chia tế bào. Trong các sinh vật đa bào, mỗi tế bào trong cơ thể của cơ thể xuất phát từ một tế bào đơn trong trứng được thụ tinh. Tế bào cũng được coi là đơn vị cơ bản trong nhiều quá trình bệnh lý . Ngoài ra, hiện tượng luồng năng lượng xảy ra trong các tế bào trong các quá trình là một phần của chức năng được gọi là sự trao đổi chất. Cuối cùng, các tế bào chứa thông tin di truyền (DNA), được truyền từ tế bào sang tế bào trong quá trình phân chia tế bào. Nghiên cứu nguồn gốc của sự sống, sự hình thành sinh vật, là một nỗ lực để khám phá nguồn gốc của các tế bào đầu tiên.
Sự tiến hóa
sơ đồ Hiển thị Lựa chọn tự nhiên ưu tiên vượt trội của đột biến còn sót lại
Lựa chọn tự nhiên một quần thể cho màu tối.
Quan niệm tổ chức trung tâm trong sinh học là cuộc sống thay đổi và phát triển qua sự tiến hóa, và rằng tất cả các dạng sống đều có nguồn gốc chung. Lý thuyết tiến hóa cho rằng tất cả các sinh vật trên trái đất, cả hai đều sống và tuyệt chủng, đều có nguồn gốc từ tổ tiên chung hoặc tổ tiên của gen di truyền. Tổ tiên chung phổ quát này của tất cả các sinh vật được cho là đã xuất hiện khoảng 3,5 tỷ năm trước. Các nhà sinh học coi sự phổ biến của mã di truyền là bằng chứng dứt khoát để ủng hộ lý thuyết phổ biến phổ biến toàn bộ vi khuẩn, archaea và sinh vật nhân chuẩn (xem: nguồn gốc của sự sống) .
Thuật ngữ “tiến hóa” đã được Jean-Baptiste de Lamarck đưa vào trong các lexicon khoa học vào năm 1809, và năm mươi năm sau, Charles Darwin đưa ra một mô hình khoa học về sự lựa chọn tự nhiên như là động lực tiến hóa. (Alfred Russel Wallace được công nhận là người đồng khám phá ra khái niệm này vì ông đã giúp nghiên cứu và thử nghiệm với khái niệm tiến hóa) Sự tiến hóa bây giờ được sử dụng để giải thích các biến thể lớn của cuộc sống được tìm thấy trên trái đất.
Darwin đã giả thuyết rằng loài này nảy mầm hoặc chết khi phải lựa chọn tự nhiên hoặc chọn tạo giống . Sự di chuyển gen được xem như là một cơ chế bổ sung cho sự phát triển tiến hóa trong tổng hợp hiện đại của lý thuyết .
Lịch sử tiến hóa của loài – mô tả các đặc tính của các loài khác nhau mà nó sinh ra – cùng với mối quan hệ phả hệ của nó với mọi loài khác được gọi là phylogeny của nó. Các phương pháp tiếp cận được sử dụng rộng rãi đối với sinh học tạo ra thông tin về chủng loại. Chúng bao gồm việc so sánh trình tự ADN, một sản phẩm sinh học phân tử (đặc biệt là bộ gen), và so sánh hoá thạch hoặc các hồ sơ khác của sinh vật cổ đại, một sản phẩm của cổ sinh vật . Các nhà sinh học tổ chức và phân tích mối quan hệ tiến hóa thông qua các phương pháp khác nhau, bao gồm phylogenetics, phenetics và cladistics. (Để tóm tắt các sự kiện lớn trong sự tiến hóa của cuộc sống như các nhà sinh vật học hiện nay hiểu, xem tiến trình tiến hóa.)
Sự tiến hóa có liên quan đến sự hiểu biết về lịch sử tự nhiên của các dạng sống và sự hiểu biết về tổ chức các dạng sống hiện tại. Tuy nhiên, những tổ chức này chỉ có thể được hiểu theo cách mà chúng bắt nguồn từ quá trình tiến hóa. Do đó, tiến hóa là trung tâm của tất cả các lĩnh vực sinh học