У тісному зв'язку із систематикою перебуває морфологія рослин, що вивчає форму рослин у процесі індивідуального (онтогенез) і історичного (філогенез) розвитку. У вузькому смислі, морфологія вивчає зовнішню форму рослин і їхніх частин, у більш широкому - включає анатомію рослин, що вивчає їхню внутрішню будову, ембріологію, що досліджує утворення і розвиток зародка, і цитологію, що вивчає будову рослинної клітки.
Деякі розділи морфології рослин виділяють в особливі дисципліни в зв'язку з їх прикладним або теоретичним значенням: органографію - опис частин і органів рослин, палинологию - вивчення пилка і спор рослин, карпологію - опис і класифікація плодів, тератологію - вивчення аномалій і каліцтв (терат) у будові рослин. Розрізняють порівняльну, еволюційну, екологічну морфологію рослин.
Вивченням рослин у їх взаємовідношенні із середовищем існування займається ряд галузей ботаніки, іноді поєднуваних під загальною назвою екологія рослин. У більш вузькому значенні екологія вивчає вплив на рослину середовища існування, а також різноманітні пристосування рослин до особливостей цього середовища. На земній поверхні рослини утворюють певні співтовариства, або фітоценози, що повторюються на більш-менш значних територіях (ліси, степи , луги, савани і т.д.). Дослідженням цих співтовариств займається галузь ботаніки, називана в СРСР геоботанікою, або фітоценологією (за рубежем її часто називають фітосоціологією). У залежності від об'єкта дослідження в геоботаніку виділяють лісознавство, лугознавство, тундрознавство, болотознавство і т.д. У більш широкому значенні геоботаніка стуляється з вченням про екосистеми, або з біогеоценологієй, що вивчає взаємини між рослинним покривом, тваринним світом, ґрунтом і гірськими породами, що підстилають ґрунт. Цей комплекс називається біогеоценозом. Поширення окремих видів рослин на поверхні земної кулі вивчає географія рослин, а особливості розподілу рослинного покриву на Землі в залежності від сучасних умов і історичного минулого - ботанічна географія.
Наука про викопні рослини - палеоботаніка, або фітопалеонтологія, має першорядне значення для відновлення історії розвитку рослинного світу. Палеоботаніки мають найважливіше значення для вирішення багатьох питань систематики, морфології (включаючи анатомію) і історичної географії рослин. Її даними користується також геологія (історична геологія і стратиграфія).
Корисні властивості дикоростучих рослин і можливості їхнього окультурення вивчаються економічною ботанікою (господарська ботаніка, ботанічне ресурсознавство). З економічною ботанікою тісно зв'язана етноботаніка - навчання про використання рослин різними етнічними групами населення земної кулі. Важливий розділ прикладної ботаніки - вивчення дикоростучих родичей культурних рослин, що володіють коштовними властивостями (наприклад, імунітетом до хвороб, посухостійкістю і т.д.).
Фізіологію рослин і біохімію рослин не завжди відносять до ботаніки, оскільки багато фізіологічних і біохімічних процесів, що протікають у рослинах, аналогічні або навіть тотожні процесам, що протікають у тваринних організмах, і вивчаються подібними методами. Однак біохімія і фізіологія рослин відрізняються поруч специфічних рис, винятково чи майже винятково властивих рослинам. Тому розмежувати фізіологію і біохімію рослин від власне ботаніки нелегко, тим більше, що фізіологічні і біохімічні особливості рослин можуть розглядатися як таксономічні ознаки, отже, цікавити систематиків рослин. Ці ж особливості надзвичайно важливі для розуміння проблем екології і геоботаніки, географії рослин і ботанічної географії, економічної ботаніки і т.д. Генетика рослин звичайно також розглядається як розділ загальної генетики, хоча деякі глави її (генетика популяцій, цитогенетика) тісно зв'язані із систематикою, особливо біосистематикою, екологією рослин і геоботанікою.
Границі між перерахованими вище розділами ботаніки значною мірою умовні, тому що їхні методи нерідко перехрещуються, а дані взаємно використовуються. Важко визначити місце таких наук, як фізіологічна анатомія й екологічна фізіологія, або відокремити використання хімічних особливостей рослин у систематику (хемосистематика) від порівняльної біохімії рослин; поряд з цим процесом йде і досить вузька спеціалізація окремих ботанічних розділів.
4. Біологія хвойних рослин. Сосна.
Хвойні рослини - викопні та сучасні рослини, геологічна історія яких починається в ранньому карбоні. Найчисленніша група відділу Голонасінних. Їх нараховується 560 видів.
За своїм значенням у природі і для людини вони займають друге місце після покритонасінних і являють собою групу рослин, що знаходиться в розквіті. За зовнішнім виглядом – це дерева і кущі різних розмірів: від карликових сосон (сосна – пігмей гірських і субальпійських торф’яників висотою до 1 м) до гігантських дерев (секвойя – 100 м у висоту і 11 м у діаметрі, мамонтове дерево – до 12 м у діаметрі). Трав’янистих рослин серед хвойних не виявлено.
Хвойні рослини поряд з покритонасінними мають важливе значення в природі і для людини. У хвойних лісах нагромаджується велика біомаса. Україна відноситься до малолісних країн. Лише 13,9% її теріторії зайнято лісами, серед яких поширені представники родів: тис, ялиця, ялина, сосна (23 види), модрина, ялівець. У лісах різних районів північної півкулі головними утворювачами ландшафтів є хвойні. Так, сосни утворюють світлі сухі соснові бори, можуть рости вони разом з ялиною і у мішаних лісах. На піщаних грунтах сосна затримує рух грунтів і урвищ. Ялина разом із смерекою утворюють темнохвойну тайгу. В Україні – на Поліссі і на піщаних терасах річок лісостепової та степової зон – ялина входить до складу суборів (природний ліс з домішками берези, дуба, осики, ялини тощо).
Ліси на схилах гір і по берегах річок зменшують весняні паводки і затримують вітри. Сніг в лісі тане повільно, вода затримується в грунті, випаровується поступово, створюється сприятливий мікроклімат для інших рослин, тварин і людини.
Ліси й парки міст ствоюють чисте повітря, збагачюють киснем. Багато дерев, особливо хвойні, виділяють фітонциди – речовини, які вбивають мікроорганізми, тому соснові ліси є добрим місцем для відпочинку і лікування людей. Деревина голонасінних широко використовується як будівельний матеріал, сировина для целюлозно-паперової промисловості. При сухій перегонці деревини соснових, а також із живиці (прозора, ароматна смола, що виділяється із ран сосни) отримують скипідар, каніфоль. Хвою використовують в медецині, оскільки вона містить аскорбінову кіслоту (вітамін С), каротин. Насіння деяких соснових використовують в їжу (кедрові горішки). Багато представників хвойних використовуються як декоративні рослини (туя, тис, модрина, кипарис)
Назву хвойним рослинам дали через голчасті (лускоподібні) листки – хвою, що розташована на вкорочиних пагонах поодинці або зібрана в пучки. У більшості хвойних листки багаторічні, але у деяких видів вони опадають щорічно (модрина).
Типовими представниками хвойних є сосна звичайна і ялина – основні лісотворні породи лісової зони. Сосна – світлолюбна рослина, зовнішній вигляд якої залежить від умов життя. В густому лісі дерева сосни прямі, стрункі, з гладеньким стовбуром, досягають 35-40 м у висоту. “Прозора” крона розташовується на самій верхівці. Нижні бічні гілки не витримують затінення і рано відмирають. На відкритих місцевостях сосни мають крислату крону. Соснові ліси зустрічаються в найрізноманітніших умовах, у тому числі на пісчаних грунтах, болотах, крейдяних горах, голих скелях.
Коренева система сосни стрижнева, дуже добре розвинена. Крім довгих коренів, головних або бічних, є короткі дрібні і дуже галузисті бічні , як правило, з мікоризою. Додаткових коренів немає. Форма кореневої системи залежить від типу грунту. Так, на піску у сосни крім глибоких коренів розростаються численні поверхневі корені. На болотах у неї лише поверхневі корені.
Стовбур сосни має тонку кору і масивну деревину, яка складається з трахеїд. Паренхіми в деревині дуже мало. Вона розташовується навколо смолянистих ходів – видовжених міжклітинних просторів у вигляді каналів, заповнених ефірними маслами, смолою, бальзамом. Усі ці речовини виділяються клітинами одношарового епітелію, який вистилає смолянистий хід.
У стовбурах сосни чітко виражені річні кільця приросту деревини. Вони утворюються, як і у квіткових рослин, у результаті сезонної періодичності у діяльності камбію.
Сосна – величезне дерево. Її листки – сизо-зелені голки (хвоя) – живуть 2 – 3 роки. Розташовуються попарно на молодих гілках на верхівках вкорочених пагонів. Поверхня хвої вкрита товстим шаром кутикули, під якою знаходяться дрібні клітини епідермісу з сильно потовщеними стінками. Продихи містяться глибоко в мезофілі і заповнені зернами воску. Таке розташування продихів є пристосуванням до зменшення випаровування води. Завдяки цьому взимку сосна при наявності хвої випаровує води в десятки разів менше, ніж оголені покритонасінні.
Ранньої весни на гілках із зимуючих бруньок з’являються нові пагони. Розрізняють два типи пагонів: видовжені, вкриті буруватими лусками, і сидячі в пазухах цих лусочок вкорочені, які несуть по дві хвоїни. Молоді хвоїни нових пагонів м’які, мають яскраво-зелене забарвлення. У другій половині літа на кінці видовжених пагонів закладаються буруньки, що надійно захищені щільно притисненими одна до одної тонкими лусками, вкритими шаром смоли. Це зимуючі буруньки.