植物学/植物学导论
植物学是生物学的一个分支，涉及对植物的科学研究。传统上，植物学家研究所有不普遍被认为是动物的生物体。然而，我们对生命多种形式的知识，特别是微生物（病毒和细菌）的进步，导致从植物学中分离出称为微生物学的专门领域。尽管如此，微生物通常在植物学入门课程中被涵盖，尽管它们既不是动物也不是植物的地位已经牢固地确立。
植物是活的实体，生物学中呈现的材料将与这里相关，特别是在细胞和亚细胞的组织水平（第二章）。植物和动物都面临着在地球上维持生命的相同问题——它们的方法似乎截然不同，但最终结果是相同的：以有组织状态继续存在，作为宇宙的一部分，宇宙趋向于更大的无序状态。然而，回到地球上，一个事实是，微生物、植物和动物构成了一个非常相互依赖的系统。我们将它们分开，因为我们的思维以这种方式运作得最好。我们对类别进行分类并学习类别的共同特征或属性。这种方法既不正确也不错误，但显然对我们的思维有效。尽管如此，定期退后一步并意识到类别之间的界限通常只是结构，而我们类别的例外通常很多，这一点是可取的。
在开头定义中提到了植物学是一门科学。究竟是什么让植物学或任何其他事物成为科学？掌握科学本身的基本原理对于充分理解植物学知识是如何获得以及如何使用它至关重要。仅仅为了了解而获得事实通常会变得无趣。人类并不仅仅因为存在而欣赏山脉，他们攀登山脉是因为它们存在！
生物学被定义为对生命的学习，植物学是生物学中关注对称为植物的生物体的学习，以及传统上与植物一起学习的其他一些生物体，即真菌和藻类。
与许多适用于生物实体或概念的常用词语一样，植物这个词的定义比最初看起来要困难得多。尽管植物学家描述了一个植物界，但定义植物界成员的边界比我们对“植物”的普遍概念更具包容性。我们倾向于将植物视为意味着一种多细胞、真核生物，通常没有感觉器官或自愿运动，并且在完成时具有根、茎和叶。然而，从植物学角度来看，只有维管植物具有根、茎和叶，甚至一些维管植物，如某些食肉植物和浮萍，也违反了这个定义。但公平地说，维管植物是我们每天遇到的植物，也是大多数人会很容易地认为是“植物”的植物。
植物界和植物之间更显著的差异出现在海藻中。从技术上讲，只有一群相对较小的海藻（绿藻或绿藻）是植物界成员。大多数海藻，如巨藻（来自海带目的非常大的褐藻），尽管表面上看起来如此，但缺乏真正的茎、叶、根和任何在高等植物中发现的维管系统。因此，巨藻不属于植物界；但它们是植物吗？当然，如果我们将绿藻视为植物，那么很难排除我们沿海海域中更突出的红藻和褐藻。
另一个更广泛的植物定义是指任何光合自养的生物体——从无机原料和阳光中产生自己的食物。这不是一个不合理的定义，并且关注的是植物在生态系统中通常扮演的角色。然而，原核生物中存在光合自养生物，特别是光合自养细菌和蓝藻。后者有时被（有充分理由地）称为蓝绿藻。然后出现了这样一个问题，即许多人会认为蘑菇是一种植物；蘑菇是真菌（真菌界）的子实体，根本不是光合自养的，而是腐生的。然而，有不止少数种类的开花植物、真菌和细菌不是自养的，而是寄生的。
我们无法期望提供一个明确的答案。将植物界与其他生物界区分开来的特征列表至少提供了一个技术定义，但请意识到它只是一个技术定义。这种在“植物”定义中缺乏精确度或一致性带来的问题是，人们经常在维基百科（和其他）文章中遇到诸如以下的陈述：...木质部是植物的两种运输组织之一。一般来说，不能假设这意味着所有植物，从藻类到开花植物。它很可能不包括真菌或细菌。事实上，通常最安全的做法是假设讨论的是维管植物（基本上是蕨类植物、针叶树、开花植物以及其他一些；见下面关于“一般术语”的讨论），除非另有说明（例如，...在维管植物和非维管植物中，这是这样和那样）。
生命和非生命之间的区别并不像你想象的那样容易区分。存在细胞内“寄生虫”，它们在代谢活跃方面越来越不活。
植物对我们星球生态的根本重要性不容置疑。光合植物利用来自太阳的能量，从无机物质中创造复杂的生物分子，并通过这个过程向大气中贡献氧气。高级动物生命非常依赖于这种氧气来源，以及构成地球上几乎每个食物网基础的生物分子。然而，人类以多种方式利用植物，特别是作为快乐、食物以及住所、衣物等材料的来源。在这里，请考虑植物在我们日常生活和经济中的作用。
在本章开头，我们建议每个人都会对每天遇到的信息进行分类。我们的思维似乎想要在事实和观察之间找到联系，建立心理箱子，将新项目与以前的“事实”放在一起。这个自然的人类过程是偏见的基础，因为“事实”分类在一起会变得强烈地相关。但这些都是个人构建的。为了使来自许多种族、说许多语言，并来自各种背景和经历的科学家能够有效地合作，解决共同问题，他们工作的对象必须在普遍接受的框架内进行分类。
生物体的分类被称为系统学或分类学，理想情况下应该反映不同生物体的进化历史（系统发育）。
分类学将生物体排列在称为分类群的群体中，而系统学则寻找它们之间关系的线索。科学分类的主要系统被称为林奈分类，包括分类等级以及称为双名法的生物体命名约定。
传统上，所有生物都被分为五个界
然而，这个五界系统已被卡尔·沃斯的三域系统取代，该系统侧重于系统发育根源和 DNA 结构比较。较老的方法利用视觉观察作为分类的基础。三个域反映了细胞是否有核（真核）或没有核（原核），以及细胞膜和细胞壁的差异。
回顾（如有必要，复习）这些分组如何与生命进化史中的事件顺序相关联，如进化时间轴中概述的。您将回到科学分类的主题，更详细地考虑植物学中研究的生物群，从第 7 章开始。然而，首先，我们将把注意力转向细胞的结构和功能，最终了解植物结构（植物解剖学）和功能（植物生理学）。
在本文本的第二部分，我们将更深入地研究“植物”系统学。但您应该了解一些与分类方案相关的通用术语，这些术语在讨论植物时经常使用。您可能已经多次遇到过这些术语，但可能不知道它们的精确定义。例如，本教科书第一部分的大部分材料都偏向于开花植物。也就是说，这里以及维基百科中的大部分描述性材料都专门指代这些。开花植物是 angiosperms；开花并产生种子的植物，构成了我们通常在苗圃中（如果不是在街道、田野或空地上）遇到的植物的大多数。种子植物包括 angiosperms 和 gymnosperms，后者现在被视为一个名为针叶树的现代群体。针叶树也是常见的植物，特别是在高纬度地区，但它们长的是球果而不是花。针叶树和开花植物都在内部发育出维管组织，这些组织在整个植物中传导液体（尤其是水）。维管植物包括蕨类植物。蕨类植物有维管组织，但通过孢子繁殖。它们不产生种子，也不开花。