植物學/植物學導論
植物學是生物學的一個分支，涉及對植物的科學研究。傳統上，植物學家研究所有不普遍被認為是動物的生物體。然而，我們對生命多種形式的知識，特別是微生物（病毒和細菌）的進步，導致從植物學中分離出稱為微生物學的專門領域。儘管如此，微生物通常在植物學入門課程中被涵蓋，儘管它們既不是動物也不是植物的地位已經牢固地確立。
植物是活的實體，生物學中呈現的材料將與這裡相關，特別是在細胞和亞細胞的組織水平（第二章）。植物和動物都面臨著在地球上維持生命的相同問題——它們的方法似乎截然不同，但最終結果是相同的：以有組織狀態繼續存在，作為宇宙的一部分，宇宙趨向於更大的無序狀態。然而，回到地球上，一個事實是，微生物、植物和動物構成了一個非常相互依賴的系統。我們將它們分開，因為我們的思維以這種方式運作得最好。我們對類別進行分類並學習類別的共同特徵或屬性。這種方法既不正確也不錯誤，但顯然對我們的思維有效。儘管如此，定期退後一步並意識到類別之間的界限通常只是結構，而我們類別的例外通常很多，這一點是可取的。
在開頭定義中提到了植物學是一門科學。究竟是什麼讓植物學或任何其他事物成為科學？掌握科學本身的基本原理對於充分理解植物學知識是如何獲得以及如何使用它至關重要。僅僅為了瞭解而獲得事實通常會變得無趣。人類並不僅僅因為存在而欣賞山脈，他們攀登山脈是因為它們存在！
生物學被定義為對生命的學習，植物學是生物學中關注對稱為植物的生物體的學習，以及傳統上與植物一起學習的其他一些生物體，即真菌和藻類。
與許多適用於生物實體或概念的常用詞語一樣，植物這個詞的定義比最初看起來要困難得多。儘管植物學家描述了一個植物界，但定義植物界成員的邊界比我們對“植物”的普遍概念更具包容性。我們傾向於將植物視為意味著一種多細胞、真核生物，通常沒有感覺器官或自願運動，並且在完成時具有根、莖和葉。然而，從植物學角度來看，只有維管植物具有根、莖和葉，甚至一些維管植物，如某些食肉植物和浮萍，也違反了這個定義。但公平地說，維管植物是我們每天遇到的植物，也是大多數人會很容易地認為是“植物”的植物。
植物界和植物之間更顯著的差異出現在海藻中。從技術上講，只有一群相對較小的海藻（綠藻或綠藻）是植物界成員。大多數海藻，如巨藻（來自海帶目的非常大的褐藻），儘管表面上看起來如此，但缺乏真正的莖、葉、根和任何在高等植物中發現的維管系統。因此，巨藻不屬於植物界；但它們是植物嗎？當然，如果我們將綠藻視為植物，那麼很難排除我們沿海海域中更突出的紅藻和褐藻。
另一個更廣泛的植物定義是指任何光合自養的生物體——從無機原料和陽光中產生自己的食物。這不是一個不合理的定義，並且關注的是植物在生態系統中通常扮演的角色。然而，原核生物中存在光合自養生物，特別是光合自養細菌和藍藻。後者有時被（有充分理由地）稱為藍綠藻。然後出現了這樣一個問題，即許多人會認為蘑菇是一種植物；蘑菇是真菌（真菌界）的子實體，根本不是光合自養的，而是腐生的。然而，有不止少數種類的開花植物、真菌和細菌不是自養的，而是寄生的。
我們無法期望提供一個明確的答案。將植物界與其他生物界區分開來的特徵列表至少提供了一個技術定義，但請意識到它只是一個技術定義。這種在“植物”定義中缺乏精確度或一致性帶來的問題是，人們經常在維基百科（和其他）文章中遇到諸如以下的陳述：...木質部是植物的兩種運輸組織之一。一般來說，不能假設這意味著所有植物，從藻類到開花植物。它很可能不包括真菌或細菌。事實上，通常最安全的做法是假設討論的是維管植物（基本上是蕨類植物、針葉樹、開花植物以及其他一些；見下面關於“一般術語”的討論），除非另有說明（例如，...在維管植物和非維管植物中，這是這樣和那樣）。
生命和非生命之間的區別並不像你想象的那樣容易區分。存在細胞內“寄生蟲”，它們在代謝活躍方面越來越不活。
植物對我們星球生態的根本重要性不容置疑。光合植物利用來自太陽的能量，從無機物質中創造複雜的生物分子，並透過這個過程向大氣中貢獻氧氣。高階動物生命非常依賴於這種氧氣來源，以及構成地球上幾乎每個食物網基礎的生物分子。然而，人類以多種方式利用植物，特別是作為快樂、食物以及住所、衣物等材料的來源。在這裡，請考慮植物在我們日常生活和經濟中的作用。
在本章開頭，我們建議每個人都會對每天遇到的資訊進行分類。我們的思維似乎想要在事實和觀察之間找到聯絡，建立心理箱子，將新專案與以前的“事實”放在一起。這個自然的人類過程是偏見的基礎，因為“事實”分類在一起會變得強烈地相關。但這些都是個人構建的。為了使來自許多種族、說許多語言，並來自各種背景和經歷的科學家能夠有效地合作，解決共同問題，他們工作的物件必須在普遍接受的框架內進行分類。
生物體的分類被稱為系統學或分類學，理想情況下應該反映不同生物體的進化歷史（系統發育）。
分類學將生物體排列在稱為分類群的群體中，而系統學則尋找它們之間關係的線索。科學分類的主要系統被稱為林奈分類，包括分類等級以及稱為雙名法的生物體命名約定。
傳統上，所有生物都被分為五個界
然而，這個五界系統已被卡爾·沃斯的三域系統取代，該系統側重於系統發育根源和 DNA 結構比較。較老的方法利用視覺觀察作為分類的基礎。三個域反映了細胞是否有核（真核）或沒有核（原核），以及細胞膜和細胞壁的差異。
回顧（如有必要，複習）這些分組如何與生命進化史中的事件順序相關聯，如進化時間軸中概述的。您將回到科學分類的主題，更詳細地考慮植物學中研究的生物群，從第 7 章開始。然而，首先，我們將把注意力轉向細胞的結構和功能，最終了解植物結構（植物解剖學）和功能（植物生理學）。
在本文字的第二部分，我們將更深入地研究“植物”系統學。但您應該瞭解一些與分類方案相關的通用術語，這些術語在討論植物時經常使用。您可能已經多次遇到過這些術語，但可能不知道它們的精確定義。例如，本教科書第一部分的大部分材料都偏向於開花植物。也就是說，這裡以及維基百科中的大部分描述性材料都專門指代這些。開花植物是 angiosperms；開花併產生種子的植物，構成了我們通常在苗圃中（如果不是在街道、田野或空地上）遇到的植物的大多數。種子植物包括 angiosperms 和 gymnosperms，後者現在被視為一個名為針葉樹的現代群體。針葉樹也是常見的植物，特別是在高緯度地區，但它們長的是球果而不是花。針葉樹和開花植物都在內部發育出維管組織，這些組織在整個植物中傳導液體（尤其是水）。維管植物包括蕨類植物。蕨類植物有維管組織，但透過孢子繁殖。它們不產生種子，也不開花。