隨著原始海洋中自然產生的有機分子的消耗，壹些細胞逐漸進化出新的代謝途徑，可以利用其他能源和無機分子合成所需的有機分子，從而成為自養生物。自養生物包括利用化學能和CO2、H2和H2S合成有機物質的化能自養生物。同時，可能存在最早的利用H2S而不是H2O作為光合作用氫源的光自養生物，因此它們不產生O2。化石證據表明，上述自養細胞可能出現在大約35億年前。3.產生氧氣的光自養細胞出現了。
發現的最古老可靠的藍藻化石形成於大約28億年前。據推斷，能產生氧氣的光合細胞大約在30億年前開始向環境釋放氧氣。此後，生命活動對地球的演化產生了巨大影響。4.耐氧和好氧細胞出現
隨著大氣中氧含量的增加，壹些細胞逐漸進化出壹種可以利用氧的代謝途徑，即有氧呼吸，有氧呼吸的能量代謝效率比無氧呼吸高18倍。5.真核細胞出現了
約1.5億年前，巖層中開始出現真核細胞化石。被廣泛接受的關於真核細胞起源的理論是內共生假說。
這種假說認為，壹類以吞噬作用為生的原核細胞往往外膜內陷，然後內陷的外膜將原細胞內暴露的DNA包裹起來，保護其遺傳物質免受外來物質的侵害，從而逐漸形成原始的真核細胞。之後，原始真核細胞吞噬有氧原核細胞，並與之形成共生關系，以用於有氧呼吸通路的能量代謝，最終共生的有氧細胞進化為線粒體。植物細胞中的葉綠體具有類似的起源，它們通過光合原核細胞如藍細菌的內吞作用，通過內共生體進化成葉綠體。
現代生物的線粒體和葉綠體有自己獨立的環狀DNA小基因組和類似於原核生物的基因表達系統，線粒體基因組主要使用與核基因組略有不同的遺傳密碼子。這些都是內共生假說的證據。(B)地球進化和生物進化
地球的進化和生物的進化是兩個密切相關、相互作用的過程。原始地球的地質變化導致了生命的起源，生命活動引起了地球環境的特殊變化，地球環境的任何變化都會影響生命的進化。
早期單細胞光合生物(主要是藍藻)的長期活動給地球環境帶來的壹個最顯著的永久性變化是大氣中氧氣的積累，大氣中氧氣的增加反過來影響生物進化，比如有氧呼吸代謝途徑的出現。大氣中氧含量增加帶來的另壹個變化是，陽光將部分氧分子(O2)轉化為臭氧分子(O3)，然後在高層大氣中形成臭氧層，可以吸收陽光中的大部分紫外線。有了臭氧層的保護，地球表面各個地方都有可能出現生物。
單細胞光合生物對地球環境的另壹個重要影響是，它們利用大氣中大量的CO2合成有機碳化合物，然後直接或間接形成碳酸鹽(如碳酸鈣等。)，大量沈積到巖石圈中。直接後果之壹就是大氣中CO2的濃度和大氣的溫室效應大大降低，從而基本抵消了數十億年來太陽輻射導致地表溫度持續緩慢升高的影響。今天這樣壹個CO2含量低，O2含量高，有臭氧保護層的現代大氣，是地球和生物長期共同進化的結果。(網絡信息)