现今地球上形态万千的绿色植物都是由单细胞藻类进化而来的。阳光对绿色植物在地球上的分布可以说起着决定性作用。在海洋里，阳光透过海水，随着深度的增加，光量越来越少，到200米以下的黑暗带，需进行光合作用的植物就难以生存；在陆地上，强光照射下的植物和阴暗处生长的植物也有很大的区别。地球上绿色植物的光合作用是地球对太阳能接受的重要方面，这是我们早已知道的：绿色植物中的叶绿素分子吸收了光能，并将其转化为生物化学能，固定在它利用二氧化碳和水而制造的有机化合物中。它们有的直接供给人们的需要，如粮食、蔬菜、水果、木材、棉花等等，有的则转化为动物的身体后才被人们利用，如畜产品、禽蛋、鱼虾等等。但是人们往往更多的注意光合作用是一个制造食物的过程，事实上，光合作用的副产品——游离氧，更是改变地球旧生物种类，并维持这些生物生存的重要条件。绿色植物不仅为各种动物直接或间接地提供食物和氧气，同时，将其贮藏的太阳能伴随着自身的遗体埋藏于地下，供给我们这些在地球上迟到的人类以能量。人类目前使用的能源，主要是煤炭、石油、天然气，这些物质直接或间接都是远古时代的动植物遗体或残骸在高温高压下经过许多世代变成的，也就是说，人们今天使用的能源主要是亿万年前通过植物的光合作用在漫长地质时代蓄积起来的太阳能。
但太阳对地球上的生命的作用远不止于此。
由于地球的特殊位置，使得它的自转和绕太阳公转速度适中，而保证昼夜更替和春夏秋冬的四季循环的周期适中，从而维持了地表温差适当的变化范围，这对于地球上的生物生长、发育、繁殖是十分重要的，因为动植物的机能代谢、行为和地理分布都直接或间接受到昼夜和季节的影响。太阳对地球上的水的固态、气态、液态的转化也起着重要的作用，从而使地球上的大气圈、水气圈维持稳定并保护了地表生物免受来自宇宙恶劣条件的侵袭。
太阳将它的万道金光洒给了忠实地围绕它旋转的几颗行星，给它们送去了光和热，而唯独我们居住的地球，得天独厚地受到了偏爱，不温不火，不冷不热。地球上的万物在阳光普照下得以生息繁衍，直至我们今天的万木争荣，一派盎然。
水与生命
如果有人告诉你，地球表面积的71％均为海水覆盖，你一点儿也不会奇怪，因为在小学的地理课上你就学习到了。我们从墙上挂着的世界地图或从地球仪上就可以看到蓝色的海洋在我们这个星球上所占据的范围。但是，我们的古人站在他们的脚下的那块大地上极目四望，只见那无际的黑土地，于是就将我们居住的星球起名为“地球”。这是我们的祖先犯的一个错误，我们的星球实实在在应该叫做“水球”。
地球的确是多水的，而水的特性好像明明白白是为了使生物存在而设计的。例如，在一切固态和液态物质中，水的热容量最大，足以使地球上的海洋成为一座巨大的蓄热库。不管夏季烈日曝晒，还是冬季寒风扫荡，水的存在，可以使地球表面的温度不致过高。而水的固态——冰，一反其他物质固态收缩的特点，反而膨胀。这一特点就使水结冰后，不仅不会沉于水下，反而浮在水上。这样一来，就可以接受阳光的照射，而不至于无限的扩展。你看，南极巨大的冰库下和北冰洋的深层，仍然是温暖的液态海水，从而使各种海洋生物得以生存。水又是良好的溶剂，各种生命必须的无机盐和氧都可以溶解在其中，因此水又是新陈代谢的重要媒介，没有水，生物体内的一系列生化反应就无法进行。
由于阳光的照射，每天有亿万吨水蒸发为气而浮入大气层。水的不同形态，影响着地球规律的运行，推动着季节周期的更替，调节着地球的气候变化，维持着包括人类的各种生物的生存环境。
也许是巧合，地球是一个水球，而组成地球上的生物体的成分中大部分也是水，绝大部分动、植物体内的含水量在60％—80％，人体内的含水量为70％，这与地球表面71％的汪洋大海是多么一致。生命诞生于原始海洋，海洋是生命的摇篮，从生命诞生那一天起，水与生命就息息相关：水是生命的赋予者，没有水就没有生命。
人类的生存及文明的发展更是离不开水。翻开人类的文明史，几乎都与水有着不解之缘。著名的古巴比伦与幼发拉底河及底格里斯河的兴衰息息相关；举世闻名的埃及金字塔自然也离不开世界第一大河流——尼罗河；而黄河，几乎与中华民族几千年的文明相提并论，那一条条大河就是人类的大动脉，江河中流淌的就是人类的血液。
温度与生命
除了光与水对生命有着重要的意义，温度对生命的存在也是十分重要的。温度对生命活动有什么影响呢？我们先来做一个小实验，看看青蛙对温度的变化有什么反应？
在一只大广口瓶底铺上约一寸厚的细砂子，并向瓶中注入水至瓶口约一厘米处，将青蛙放入瓶中；将盛蛙的瓶放入一洗脸盆中，测量瓶内温度并记录下来，然后在盆中放入冰块将广口瓶围住。测量瓶内温度的变化及下降的速度。随着温度下降，记录青蛙活动的变化。当青蛙停止活动后约一分钟，将瓶从水中取出，放在温暖的地方，使其温度自然上升（注意不要给予加热），并观察随温度变暖时青蛙逐渐活跃的情况。
以上实验说明，温度对动物的活动影响是很大的。
宇宙间温度变化的幅度是极大的，从绝对零度（—273℃）到几千摄氏度高温。但生物能够生存的温度范围是很狭窄的，大多数生物生活在20℃—50℃左右的温度范围内。
动物遇到恶劣的温度可以改变自己的活动方式，但耐受也是有一定限度的。
对于低温，有此动物可以通过降低代谢活动来应付，这就是我们所说的冬眠，蛙就是这样的一种动物。当外界温度降至19℃以下，蛙就潜伏在稻田沟渠，池塘深处的淤泥里，进行冬眠。这就是在刚才的实验中看到的蛙在温度降低时开始掘细砂，并最终停止活动。很多哺乳动物也有冬眠的现象，如：
一种地松鼠，在冬眠时心脏跳动每分钟只有二三十下，其体温也降至4．2℃。
松鼠不仅有冬眠的习性，与酷暑到来时，有些身体蜷缩起来，钻进用叶铺成的窝中酣然大睡，它们的体温可随着代谢的降低而变得冰凉，直至酷暑消退，气温渐凉的时候，这些小动物才醒过来活动。
鱼的季节洄游和鸟的迁徙也受环境温度的影响。海洋的水温随季节的变化，鱼类随不同季节水温的变化成群地向着适合它们生活的区域游去。如鳕鱼在春季向北方游，深秋向南方游。
温度在植物的生命活动中也有着重要的作用。任何一种植物要在一定的温度下才能生长发育，并要求一定的温度范围，超过或低于这个范围的临界温度，都会使植物受到伤害。但植物对低温和高温也有其生态的适应性。如，冬小麦在没有积雪覆盖的情况下，能够在零下15度到20度的条件下生活；雪莲在冰雪高原能昂首怒放；大多数一年生植物在越冬时自己死亡，仅留下繁衍后代的种子；多年生植物的树皮有发达的木检组织，植物对高温的耐受力一般在35℃，有些可达45℃—55℃。植物可以通过强大的蒸腾降低体温或以休眠状态度过高温盛夏。
此外，温度对植物在地球上的分布也起十分重要的作用。地球上的水平温度变化是沿着赤道向两极递减。以我国东部地区为例，随纬度增高温度逐渐降低，植物分布也出现不同类型的热带雨林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、落叶针叶林。
地球上的温度不仅随纬度变化，而且随海拔的升高而降低，因此，也引起不同高度的植物的垂直变化。以珠穆朗玛峰不同的高度的植物分布可以看出温度对植物垂直分布的影响。
生态系统与生物链
生态系统
生态系统是生态学的一个概念。生态学是一门研究生物和其生活环境的相互关系的科学，是生物学的主要分支。在一定的空间范围内，生物群落和它的生活环境的综合功能体系叫做生态系统。
（1）生态系统的组成：
生物组分
多种多样的生物在生态系统中扮演着重要的角色。根据生物在生态系统中发挥的作用和地位而划分为生产者、消费者和分解者三大功能类群。
①生产者（producers），又称初级生产者（primaryproducers），指自养生物，主要指绿色植物，也包括一些化能合成细菌。这些生物能利用无机物合成有机物，并把环境中的太阳能以生物化学能的形式第一次固定到生物有机体中。初级生产者也是自然界生命系统中唯一能将太阳能转化为生物化学能的媒介。
②大型消费者（macro-consumers），指以初级生产的产物为食物的大型异养生物，主要是动物。
③分解者（composers），指利用动植物残体及其他有机物为食的小型异养生物，主要有真菌、细菌、放线菌等微生物。小型消费者使构成有机成分的元素和贮备的能量通过分解作用又释放到无机环境中去。
环境组分
①辐射，其中来自太阳的直射辐射和散射辐射是最重要的辐射成份，通常称短波辐射。辐射成分里还有来自各种物体的热辐射，称长波辐射。
②大气，空气中的二氧化碳和氧气与生物的光合和呼吸关系密切，氮气与生物固氮有关。
③水体，环境中的水体可能存在形式有湖泊、溪流、海洋等，也可以地下水、降水的形式出现。水蒸气弥漫在空中，水分也渗透在土壤之中。
④土体，泛指自然环境中以土壤为主体的固体成份，其中土壤是植物生长的最重要基质，也是众多微生物和小动物的栖息场所。自然环境通过其物理状况（如辐射强度、温度、湿度、压力、风速等）和化学状况（如酸碱度、氧化还原电位、阳离子、阴离子等）对生物的生命活动产生综合影响。
一个物种在一定空间范围内的所有个体的总和在生态学里称为种群（population），所有不同种的生物的总和为群落（community），生物群落连同其所在的物理环境共同构成生态系统（ecosystem）。生态系统就是生命系统和环境系统在特定空间的组合，其特征是系统内部以及系统与系统外部之间存在着能量的流动和由此推动的物质的循环。例如，森林、草原、河流、湖泊、山脉或其一部分都是生态系统；农田、水库、城市则是人工生态系统。生态系统具有等级结构，即较小的生态系统组成较大的生态系统，简单的生态系统组成复杂的生态系统，最大的生态系统是生物圈。
（2）生态系统的结构任何一个生态系统都由生物群落和物理环境两大部分组成。阳光、氧气、二氧化碳、水、植物营养素（无机盐）是物理环境的最主要要素，生物残体（如落叶、秸秆、动物和微生物尸体）及其分解产生的有机质也是物理环境的重要要素。物理环境除了给活的生物提供能量和养分之外，还为生物提供其生命活动需要的媒质，如水、空气和土壤。而活的生物群落是构成生态系统精密有序结构和使其充满活力的关键因素，各种生物在生态系统的生命舞台上各有角色。生态系统的生命角色有三种，即生产者、消费者和分解者，分别由不同种类的生物充当。生产者吸收太阳能并利用无机营养元素（C、H、O、N等）合成有机物，将吸收的一部分太阳能以化学能的形式储存在有机物中。生产者的主体是绿色植物，以及一些能够进行光合作用的菌类。由于这些生物能够直接吸收太阳能和利用无机营养成分合成构成自身有机体的各种有机物，我们称它们是自养生物。消费者是直接或间接地利用生产者所制造的有机物作为食物和能源，而不能直接利用太阳能和无机态的营养元素的生物，并最终还原为植物可以利用的营养物。消费者和分解者都不能够直接利用太阳能和物理环境中的无机营养元素，我们称它们为异养生物。值得特别指出的是，物理环境（太阳能、水、空气、无机营养元素）、生产者和分解者是生态系统缺一不可的组成部分，而消费者是可有可无的。
（3）生态系统的物质循环
我们先做一个小小的实验：用一个玻璃瓶，底下铺些细沙，里面有肉眼直接看不见的微生物，然后注满清水，再放些水藻和活的小鱼虾，最后将瓶子密封起来，放在有阳光照射的地方。这就构成了一个小小的生态系统。不需要投放食物和更换空气，里面的动、植物均可维持生命。
如果将这玻璃瓶的内容看作是地球上的大生态系统的缩影，那么不难看出：植物进行光合作用需要的二氧化碳，一部分是由动植物呼吸释放出来，还有一部分是微生物分解动植物尸体及其排泄物产生的；而植物合成蛋白质所需要的氮很难由大气提供，因为植物是没有本事直接“吃”氮气的，因此只好依赖于一些微生物的“固氮作用”，将大气中的氮提供给植物，或是由一些微生物分解动植物尸体及排泄物，将有机氮转化为无机氮，才能被植物“吃掉”。
由此看来，在生态系统中，不仅动物依赖于植物，植物也同样离不开动物和微生物。
生物所需要的营养物质在整个生态系统中不断循环，这样有限的物质才能源源不断地供应繁殖不息的生物，并维持生物与环境的生态平衡。
在生态系统中，物质从物理环境开始，经生产者、消费者和分解者，又回到物理环境，完成一个由简单无机物到各种高能有机化合物，最终又还原为简单无机物的生态循环。通过该循环，生物得以生存和繁衍，物理环境得到更新并变得越来越适合生物生存的需要。在这个物质的生态循环过程中，太阳能以化学能的形式被固定在有机物中，供食物链上的各级生物利用。生物维持生命所必需的化学元素虽然为数众多，但有机体的97%以上是由氧、碳、氢、氮和磷五种元素组成的。作为物质循环的例子，下面分别介绍碳、氮和磷的生态循环过程。
①碳循环碳是构成生物原生质的基本元素，虽然它在自然界中的蕴藏量极为丰富，但绿色植物能够直接利用的仅仅限于空气中的二氧化碳（CO2）。生物圈中的碳循环主要表现在绿色植物从空气中吸收二氧化碳，经光合作用转化为葡萄糖，并放出氧气（O2）。在这个过程中少不了水的参与。有机体再利用葡萄糖合成其他有机化合物。碳水化合物经食物链传递，又成为动物和细菌等其他生物体的一部分。生物体内的碳水化合物一部分作为有机体代谢的能源经呼吸作用被氧化为二氧化碳和水，并释放出其中储存的能量。由于这个碳循环，大气中的CO2大约20年就完全更新一次。