Dane z dziedziny fizjologii i biochemii dotyczą składu chemicznego organizmów, przebiegu w nim najważniejszych szlaków metabolicznych oraz jego funkcjonowania. Analiza tych danych umożliwia ukazanie jedności świata organicznego, a równocześnie pozwala wskazać na różnice między grupami organizmów – tym większe, im dalszy jest między nimi stopień pokrewieństwa.
O podobieństwie biochemicznym organizmów świadczy m.in.:
– identyczna budowa cząsteczek biopolimerów – białek,lipidów, węglowodanów, kwasów nukleinowych, ATP;
– uniwersalny kod genetyczny;
– przebieg replikacji DNA, transkrypcji RNA i translacji;
– proces mitozy i mejozy;
– budowa komórkowa organizmów;
– te same enzymy katalizujące;
– przebieg procesu oddychania wewnątrzkomórkowego u organizmów tlenowych;
– skład chemiczny i pochodzenie chlorofilu oraz hemoglobiny;
– skład płynów ustrojowych zwierząt;
– podobieństwo czynników grupowych krwi (AB0 i Rh) u naczelnych;
– wpływ hormonów na przemianę materii.
W ustalaniu stopnia pokrewieństwa między organizmami wykorzystuje się:
– określanie różnic w sekwencji aminokwasów takich białek, jak: cytochrom c, kolagen, rodopsyna, hemoglobina;
– reakcje immunologiczne: antygen – przeciwciało między białkami spokrewnionych organizmów;
– porównywanie sekwencji DNA różnych organizmów.