І все ж таки пануючим напрямком в ботаніці аж до XIX ст. залишилася систематика рослин.
Систематика, як і описова морфологія XVIII ст., досягла найвищого виразу в працях великого шведського ботаніка Карла Ліннея (1707-1778). І якщо “морфологічні” устремління Ліннея були спрямовані на покращення морфологічної термінології
безпосередньо для цілей систематики, то деякі інші природодослідники прагнуть з’ясувати й загальні закономірності утворення рослинних форм. Зокрема, в 1759 р. німецький натураліст Каспар Фрідріх Вольф (1734-1794) описав виникнення органів у кінчику погона, а німецький поет і природодослідник Іоганн Вольфганн Гете (1749-1832) в 1790 р. заклав основи нової дисципліни – теоретичної морфології рослин.
Величезними успіхами в ботанічній науці позначене XIX ст. Саме тоді виникають або формуються розділи ботаніки – ембріологія, географія рослин, екологія рослин, геоботаніка, палеоботаніка, вчення про водорості (альгологія), гриби (мікологія) та інші нижчі рослинні організми, які на той час відносили до рослин, тощо. В XIX ст. ботаніка, по суті, набула сучасного обсягу, накопичивши практично по всіх своїх розділах величезний фактичний матеріал.
Крім того, в XIX ст. біологія збагатилася узагальнюючими теоріями, серед яких чільне місце належить теорії клітинної будови організмів і теорії їхнього еволюційного розвитку.
Суть теорії клинної будови організмів полягає в тому, що всі рослини і тварини складаються з клітини, які являють собою структурні елементи життя, і кожен організм починає свій розвиток з однієї клітини.
Між відкриттям клітини Р.Гуком у 1665 р. і створенням теорії клітинної будови організмів пройшло понад 170 років. Основоположники анатомії рослин навіть не припускали, що вже відома їм клітина є універсальним структурним елементом, оскільки в тілі рослин вони виявляли, крім клітин, й інші елементи – волокна, трубчасті судини, слиз тощо. Ще складнішим здавався організм тварин, клітинна будова кісток, хрящів, м’язів, крові та інших структур якого не була такою очевидною. Лише завдяки тривалій і клопіткій праці багатьох учених вдалося довести походження всіх тканин рослин і тварин з клітини. Те, що клітина є універсальною структурною одиницею в тілі рослин, було встановленно в 1838 р. німецким ботаніком Маттіасом Якобом Шлейденом (1804-1881). Його праці відіграли важливу роль в обгрунтуванні немецьким біологом Теодором Шванном (1810-1882) клітинної теорії. Т.Шванн, провівши величезну роботу по вивченню тваринних тканин і спираючись на праці інших вчених, у наступному 1839 р. довів універсальність клітинної будови для всіх живих організмів.
Історичне значення розробки клітинної будови організмів полягає в підтвердженні єдності всього світу живого (як одно- клітинних, так і багатоклітинних, і рослинних, і тваринних організмів) .
Це спрямувало увагу біологів на ретельне вивчення клітини, тонкої будови її вмісту та шляхів виникнення. Найважливішою частиною клітини вважали спочатку оболонку, однак у 30-40-х рр. XIX ст. було встановлено, що носіями життя є ядро і протоплазма. У своєму знаменитому афоризмі “omnis cellula e cellula” (“кожна клітина від клітини”) німецький патолог Рудольф Вірхов (1821-1902) сформулював принципи спадкоємності і виникнення клітин. У 70-х рр. XIX ст. було показано спадкоємність і виникнення ядерних структур (хромосом). Завдяки значному вдосконаленню сучасного оптичного мікроскопа, розробці мікроскопічної техніки (приготування мікроскопічних препаратів) сформувалася важливіша біологічна наука – цитологія.
З виходом у світ в 1859 р. книги “Походження видів шляхом природного добробуту” Чарльза Роберта Дарвіна (1809-1882), в якій були викладені постулати еволюційного вчення, радикально змінилися погляди природознавців на сутність доцільності в живій природі як природного результату тривалої пристосувальної еволюції організмів.
Укріпившись, еволюційна теорія поставила перед багатьма напрямками біологічної науки нові завдання. Зокрема, морфологія, крім панівних раніше лише описових підходів, мала з’ясувати шляхи і причини формування організмів в історичному плані, у зв’язку з чим важливого значення набули викопні залишки рослин, як реальне свідчення відмерлих у ході еволюції ланок.
Морфологи також зосередили свою увагу на вивченні внутрішньої будови і формотворенні рослинних організмів у процесі їхнього індивідуального розвитку (онтогенезу). Анатоми детально прослідкували утворення клітин і тканин у молодих пагонах і органах. Німецький ботанік Вільгельм Гофмейстер (1824-1877) детально описав розвиток спорових і насінних рослин і довів принципову схожесть їхніх циклів розвитку (1851). Були глибоко досліджені процеси запліднення в рослин, виникнення і розвиток задатків. У 1898 р. професор Київського університету Святого Володимира Сергій Гаврилович Навашин (1857-1930) описав явище подвійного запліднення в покритонасінних рослин.
Величезну роль у розвитку ботаніки відіграла також ідея про необхідність вивчення рослин у їхньому взаємозв’язку із зовнішнім середовищем, що стало основою формування в XIX ст. тісно
пов’язаних між собою наукових дисциплін: ботанічної географії, фітоценології та екології. Вже на початку XІX ст. німецький природознавець, географ і мандрівник Олександр Гумбольдт (1769-1859) заклав основи географії рослин та вчення про їх життєві форми, а наприкінці цього сторіччя російський природодослідник Василь Васильович Докучаєв (1846-1903) та його учні розробили вчення про географічні зони. В цей час були визначені також основні положення фітоценології та екології.
У XX ст. великих успіхів досягли такі експериментальні розділи ботаніки, як фізіологія, біохімія, мікробіологія та генетика. Було розшифровано молекулярну будову хлорофілу, білків, нуклеїнових кіслот. Учені прослідкували, як виникає багато складних речовин у рослинах, а також синтезували деякі з них. Експериментальні і математичні методи проникли в ті розділи ботаніки, котрі до цього залишалися суто описовими.
Можливості наукового пізнання значно розширилася після винайдення електронного мікроскопа (1940), який дає збільшення в десятки і сотні тисяч раз. Синтез електронної мікроскопії, біохімії і біофізики спричинив появу нової сучасної науки – молекулярної біології. Великою мірою на розвиток біології, в тому числі й ботаніки, вплинула розшифровка будови нуклеїнових кислот та з’ясування їхньої ролі в спадковості і біосинтезі білків.
Якщо до ХХ ст. наука була справою окремих вчених, котрі керувалися лише власними міркуваннями, то в ХХ ст. вона зазнала глибоких організаційних змін і стала великою виробничою силою. Зважаючи на це, в розвинутих країнах наукові колективи фінансуються з державного бюджету і перед ними постають завдання державного значення.
2. Завдання ботаніки
Загальне завдання ботаніки полягає у різноплановому вивченні окремо взятих рослин і їхніх сукупностей – рослинних угруповань, із яких формуються ліси, луки, степи. Структура і закономірності росту рослин, їхні стосунки з навколишньою природою, закономірності поширення і розподілу окремих видів і всього рослинного світу на Земній кулі; походження і еволюція царства рослин, причини його різноманітності і класификація; запаси в природі господарських рослин і шляхи раціонального використання їх, розроблення наукових основ введення у культуру (інтродукція) нових кормових, лікарських, плодових, овочевих, технічних та інших рослин – ось далеко не повний перелік питань вивченням яких займаються ботанічні науки (морфологія, ембріологія, фізіологія, систематика, анатомія, екологія, геоботаніка, географія рослин тощо).
Одне з першорядних завдань ботаніки – розроблення наукових основ охорони природних і рослинних ресурсів. Особлива увага приділяється вивченню і охороні рідкісних та зникаючих рослин, що занесені до Червоної книги, оскільки втрата кожного виду – це не тільки зменшення різноманітності рослин, а і руйнування стійкості рослинного угруповання, збалансованого протягом багатьох тисячоліть.
Значення рослин у природі, народному господарстві і житті людини визначається їхньою здатністю здійснювати процес фотосинтезу. Без рослин неможливо уявити життя на Землі, оскільки в процесі фотосинтезу, що відбувається в хлоропластах, не тільки утворюються органічні речовини із неорганічних, а і виділяється в атмосферу кисень, необхідний для дихання всіх організмів. Оскільки при цьому поглинається вуглекислий газ, то запобігається його нагромадження в атмосфері. Використовуючи для утворення органічних речовин мінеральні солі і воду з грунту, вуглекислий газ і азот із атмосфери, рослини беруть активну участь у кругообігу речовин у природі. Рослинними продукти живляться інші живі організми, в тому числі і людина. Рослини людина використовує як паливо, будівельний матеріал і сировину для багатьох галузей народного господарства (в тому числі лікарська сировина).
Важливою задачею ботаніки є те, щоб вивчивши рослини в єдності з умовами їхнього життя, навчитися керувати ними, їхньою природою, спадковістю. Це має велике значення для отримання високих врожаїв культурних рослин, для виведення більш врожайних форм і сортів рослин, а також для збереження рідких видів рослин.
3. Об’єкти дослідження.
До теперішнього часу ботанічна наука, що має єдиним об'єктом свого дослідження рослину, рослинний світ, розділялася на ряд хоча і зв'язаних між собою, але все-таки більш-менш самостійних ботанічних дисциплін, кожна з яких вирішує свої завдання і використовує свої власні методи дослідження.
Основна ботанічна дисципліна - систематика рослин розділяє різноманіття рослинного світу на субпідрядні один одному природні групи - таксони (класифікація), установлює раціональну систему їхніх найменувань (номенклатура) і з'ясовує родинні (еволюційні) взаємини між ними (філогенія). У минулому систематика ґрунтувалася на зовнішніх морфологічних ознаках рослин і їхнім географічним поширенням, тепер же систематики широко використовують також ознаки внутрішньої будови рослин, особливості будови рослинних кліток, їхнього хромосомного апарата, а також хімічний склад і екологічні особливості рослин. Встановлення видового складу рослин (флори) якої-небудь певної території звичайно називається флористикою, виявлення областей поширення (ареалів) окремих видів, пологів і сімейств - хорологією (фітохорологією). Вивчення деревних і чагарникових рослин іноді виділяють в особливу дисципліну - дендрологію.