植物

淀粉和糖，植物为自身生长而制造和储存的食物，也是最基本的营养物质人类和其他生物赖以生存的物质。在北美，主要的食用植物是谷物谷物．(这个词麦片来源于罗马农业女神谷神星。)主要的谷类作物包括玉米、小麦、燕麦、水稻、大麦和黑麦。豆类是我们植物性食物的第二大来源。豆类，如豌豆、干豆、黄豆和花生都富含蛋白质和油脂。西米、芋头和木薯是世界上某些热带地区主要的淀粉类食物。（海藻在一些文化中，尤其是在亚洲，海藻其实不是植物，而是藻类的一种形式。)

调味料是从植物原料中提取的。人们用过草本植物而且香料用来调味和保存食物。有些调味料，如胡椒和肉豆蔻，是从干果中提取的。其他的，包括百里香，鼠尾草和迷迭香，来自树叶。植物茎可以提供姜和肉桂等香料。

许多饮料都是从植物中提取的。咖啡，茶,可可通过将植物材料浸泡在热水中制备。其他饮料天生就是“现成的”:橘子汁、柠檬汁和葡萄汁;椰奶;苹果酒;杏花蜜就是例子。有些饮料来自加工过的植物原料。

许多人类的衣服是由直接来自植物的材料制成的。棉花是生产服装的主要原料。人造纤维，如人造丝，主要是由纤维素制成的，纤维素主要存在于植物的细胞壁中。亚麻是从亚麻植物中提取的。此外，植物曾经为布料上色提供了大部分染料。（另请参阅纤维、人造；纤维,自然；染料．)

4500多年前，古埃及人准备了第一个纸的纤维茎纸莎草纸一种草状植物。这个词就是从这种植物的名字而来的纸是派生的。关于广告100年，中国人发明了一种造纸方法，这种方法沿用至今。植物纤维被放入水中并被还原成纸浆。水被筛掉，纸浆被压干，制成一张薄纸。几乎任何富含纤维素的植物材料都可以用来制浆。今天，来自松树和白杨等树木的木材是最广泛使用的纸浆来源。

避难所在世界上许多地方都是用木头做的。植物材料出现在人类居住的许多地方。家具通常由木材和由植物纤维制成的布组成。墙壁通常用纸覆盖，一些油漆和清漆是从植物提取物中提取的。

由树木制成的产品数不胜数。它们包括软木、木棉、橡胶、松节油、树胶和树脂，以及单宁酸。树木也能产出重要的脂肪和油脂，例如可可脂和桐油。

纤维素大量存在于许多植物部位，是某些塑料和天然纤维、皮革、玻璃、橡胶、珠宝、石头和金属的其他合成替代品的基本成分。玉米和大豆有许多工业用途。

煤炭而且天然气是用来取暖和做饭的燃料。它们都起源于很久以前生活在地球上的植物和其他生物。这些生物死亡后，它们的遗骸被埋在地下深处，在那里压缩和加热将它们转化为化石燃料。泥炭它是由埋在沼泽里的部分腐烂的植物材料形成的，是爱尔兰和其他一些国家常见的燃料。

在世界上许多地方，人们仍在燃烧木材取暖，在开放式壁炉中使用木材很受欢迎。木炭它是由未完全燃烧的木材制成的，是许多热带国家的主要燃料，这些国家没有其他燃料或燃料非常昂贵。木炭在北美也很受欢迎，用于户外烹饪。

古往今来，人们发现某些植物可以用来缓解疼痛。在古代文化中，大多数药师和医生都是植物专家。事实上，在欧洲和美国，植物学研究起源于医学，当时医生们寻找草药来治疗疾病。

许多早期人类发现的药用植物至今仍在使用。例如，一些美洲原住民咀嚼柳叶来缓解疼痛。这些叶子含有水杨酸，一种与阿司匹林非常相似的化合物。毛地黄的叶子产出洋地黄，可以用来治疗心脏病。奎宁由南美金鸡纳树的树皮制成，长期以来被用于对抗疟疾。

药用物质仍在植物中被发现。长春新碱，一种治疗儿童白血病的有效药物，是在常见的长春花植物中发现的。长春花原产于南非，在世界各地的花园中都有种植。许多植物是无价的来源维生素它对人类成长和健康的重要性是20世纪的一个重要发现。

并非所有从植物中提取的药物都有益。一些植物药物是剧毒或使人上瘾毒品．其中包括仙人掌提取物，还有鸦片，来自罂粟。

一种常见的分类方案是基于生长形式。植物叫做树如果它们有高大、木质的茎或树干，成熟时通常有8英尺(2.4米)或更高。灌木是低矮的木本植物，通常有许多茎分支靠近地面。草本植物有嫩而多汁的茎，其中木质组织比灌木和乔木的发育要少得多。

在每一个群体中都有很大的变化。例如，一些树，如巨红杉，可以长到300英尺(90米)以上，而其他一些树，如开花的山茱萸，很少长到30英尺(9米)以上。

开花植物根据其生命周期的长短和模式可分为三类。一年生植物在一年内完成它们的生命周期。种子发芽，幼苗长成开花植物，产生新的种子，母体植物死亡——所有这些都发生在一个生长季节。一年生植物通常生长在一年中部分时间不适宜居住的栖息地。它们以种子的形式在这些不适宜居住的时期存活下来，可以承受极端的环境。许多熟悉的花园的花是一年生植物。

双年生植物需要两年的时间来完成它们的生命周期。第一年，它们长出茎和叶;第二年，它们开花结籽，然后死去。在第一年，它们通过光合作用来生产来年花和种子所需的食物储备。在这一组中有许多花园花卉，包括坎特伯雷钟、毛地黄、蜀葵和英国雏菊。

多年生植物的寿命超过两年。地球上最古老的生物被认为是狐尾松它大约有4900年的历史。野花都是多年生植物。所有常见的园林多年生植物，包括牡丹鸢尾和夹竹桃都是从野生物种进化而来的。

一些多年生植物一生开花结籽。然而，有些植物只开一次花就死了。例如，美国芦荟，或世纪植物，是一种龙舌兰在茎叶生长期间，它通常能存活10年以上。最终，这种植物会长出巨大的开花茎，高达40英尺(12米)。在花成熟并产生种子后，植物很快就会死亡。

大多数多年生植物都是一年生的——也就是说，它们的茎、叶和花在秋天死去。然而，这些植物靠地下的根和茎过冬。树木、灌木和草本植物也以大致相同的方式生存和生长。

科学家们将植物王国按照从最简单到最复杂的顺序进行划分。根据植物体结构的不同，植物分为三个主要类群。这些类群是无维管植物(地苔、角苔和苔藓)、无核维管植物(蕨类植物及其近亲)和维管种子植物。

Nonvascular植物

最早的陆生植物是地苔(Marchantiophyta科)、角苔(Anthocerotophyta科)和苔藓(苔藓科)。这些无维管的陆生植物最早生长在4.5亿年前。虽然属于这三科的植物能够在陆地上生长，而且比大多数藻类更复杂，但它们缺乏在更发达的植物中发现的专门用于运输水和食物的组织，而且它们不产生种子。其中一些植物可以在干燥的环境中生存，但它们都需要充足的水分才能繁殖。

苔类有简单的茎，或根本没有茎，有简单的叶子或扁平的绿色身体，类似于叶子。在它们的地下是根状结构，但没有真正的根。角苔的小绿色身体扁平，几乎呈圆形。孢子壳是直立的，细长的胶囊，略高于植物表面——这是角草的“角”。苔藓显示叶、茎和根的开始。它们是最早直立的绿色植物。

无核维管植物

无核维管植物-蕨类植物而它们的亲戚——有专门的组织来传导水和食物，但不通过种子繁殖的植物。它们最早出现在4亿多年前的陆地上。无核维管植物包括石松科(石松科)、马尾科(木贼科)和蕨类(蕨类)。这些植物的茎、根和叶与高等植物的茎、根和叶相似。然而，它们不开花;他们以…的方式繁殖孢子．它们的维管组织允许它们在有时干燥的栖息地生存，但像无维管的陆地植物一样，它们需要充足的水分来繁殖。

青苔通常有几英寸高，尽管它们的茎可以沿着地面爬行超过50英尺(15米)。它们有纤细、单干或分枝的茎和小鳞片状的叶子。青苔看起来像小松树，在树枝顶端有小棒状的“球果”。然而，松树的球果可以产生种子;球果藓产生孢子。马尾有节状茎，看起来有点像竹子。鳞片状的叶子在茎的连接处以螺旋状生长。像梅花藓一样，马尾草在树枝顶部有产生孢子的球果。

数百万年前，现代蕨类植物的祖先在广袤的森林中覆盖着地球。他们的遗骸形成了今天在地下发现的煤层。热带蕨类植物仍然长得像树一样高;然而，在温带气候中，蕨类植物通常是小型的，喜欢阴凉的植物。

维管种子植物

维管种子植物，包括针叶树和开花植物，具有运输组织和产生种子。种子植物在3亿多年前就开始进化了。通过种子繁殖的植物不一定需要充足的水分来完成它们的生命周期。因此，种子植物比依靠孢子繁殖的植物能在更干燥的环境中生长。种子植物包括五个科:苏铁(Cycadophyta)、银杏(Ginkgophyta)、针叶树(Coniferophyta)、针生植物(Gnetophyta)和开花植物(Magnoliophyta)。前四种植物通常被称为裸子植物，这个名字指的是它们的种子裸露在球果的鳞片上。开花植物通常被称为被子植物——它们的种子被保护在果实中。

大约在2.8亿到7000万年前，苏铁是地球上数量最多的植物之一。如今，它们只能在潮湿的热带森林中找到。这些植物像棕榈树。的银杏它通常被称为活化石。它是银杏科唯一幸存的物种。虽然它原产于中国，但在世界许多地方都被种植作为观赏树。

针叶树是世界温带森林生态系统的常见成员。大多数针叶树产生花粉并在球果中结出种子。这些球果的大小不等，从杜松的直径不到0.5英寸(1.3厘米)到糖松的近2英尺(0.6米)长。大多数针叶树是常绿的，全年都保持着针叶状的叶子。然而，一些种类，如落叶松和秃柏树，在严冬的几个月里会脱落针叶。有些针叶树，如南半球的黄杉，有宽大的叶子。虎麻植物有许多结构特征与开花植物相似，但它们有裸露的种子。

厚朴植物最早出现在针叶树出现几百万年后。这些植物的繁殖结构是花，它们的种子被保护在果实中。木兰科植物是所有植物中数量最多的——有记载的开花植物超过30万种，比所有其他种类的植物加起来还要多。

根据胚胎叶的形成，开花植物在历史上被分为两个主要类群——单子叶植物(或单子叶植物)和双子叶植物(或双子叶植物)。单子叶植物发芽的种子产生一片胚叶。这些双子叶产生两片胚叶。这两组植物还有许多其他特征，包括花部分的数量、茎组织的排列和叶脉的图案。

然而，利用基于分子的证据进行的现代研究表明，被认为是“典型”双子叶植物的植物是从另一个群体中进化而来的，这个群体包括更原始的或基础的双子叶和单子叶。这组典型的双字句现在被称为双字句。这些类群也由花粉特征区分:单子叶和基双子叶的花粉粒有一个单一的孔或沟;杜鹃花粉粒有三个这样的沟槽。

大多数单子叶植物是草本植物;它们包括草、百合和兰花等植物。然而，并不是所有的单子叶植物都很小。例如，棕榈树可以长到100英尺(30米)高。

基丛包括多种草本植物、灌木和乔木。睡莲、八角茴香、月桂树和木兰都是双叶属植物的几个例子。

被子植物是被子植物中最大的类群，包括多种草本植物、灌木和乔木。eudiicot树包括橡树、枫树、山毛榉和山胡桃;常见的欧迪科特草本植物包括玫瑰、紫菀、康乃馨、毛茛和郁金香。大多数粮食作物也是杜鹃，包括卷心菜、土豆、苹果、羽衣甘蓝、花生和豆类。一个例外是玉米这是一种草，因此是单叶植物。

所有生物都是由称为细胞的微小单位组成的，细胞是由碳水化合物、蛋白质和脂肪等有机物质组成的。在植物中，细胞聚集在一起形成组织。如果植物组织由单一类型的细胞组成，则称为简单组织;如果植物组织由两种或两种以上的细胞组成，则称为复杂组织。这些组织构成植物的各个部分，并发挥特定的功能。

简单的组织

简单组织也称为基质组织，包括薄壁组织、厚壁组织和厚壁组织。薄壁组织由薄壁细胞组成，分布于植物的各个部位。它们在茎和根中尤其丰富。叶细胞进行光合作用也是薄壁细胞。与许多其他植物细胞不同，薄壁细胞在成熟时是活的，并保留分裂的能力。它们有很多功能。有些专门用于光合作用，有些专门用于储存，还有一些专门用于分泌和运输。一种重要的薄壁细胞构成了叫做分生组织和形成层的生长组织。这些组织在植物体内产生所有其他组织。

像薄壁细胞一样，厚壁细胞在成熟时是活的。它们与薄壁细胞的区别在于它们有厚的细胞壁。深角组织最常在茎和叶中以股状或柱状细胞的形式被发现。粗角组织细胞的厚细胞壁为这些植物结构提供支撑。芹菜中的组织链是粗角组织。

厚壁组织遍布整个植物。这种组织的细胞也有厚的细胞壁。这些墙壁通常由木质素物质组成，木质素赋予墙壁很大的强度。成熟时细胞死亡，但细胞壁保持完整。厚壁细胞给予植物部分力量和支撑。

最常见的厚壁细胞是纤维通常以束状或股状出现的细长细胞。这些细胞交织在一起，使得组织非常坚固。用来制作绳子的马尼拉麻主要就是从这些纤维中提取出来的。其他的厚壁细胞，称为硬膜细胞，或石细胞，形成贝壳和外壳种子而且坚果．石细胞散布在各处水果．它们使梨等水果有砂砾的质地。

复杂的组织

复杂组织包括植物的真皮组织和维管组织。表皮是植物体内最外层的细胞。它覆盖在叶子、茎、根，以及花的部分和种子上。在大多数植物中，表皮只有一个细胞层厚。表皮细胞紧密排列。当通过显微镜观察时，它们就像石头路面。表皮的外细胞壁——角质层——非常厚。它含有一种叫做角质的蜡状化学物质。因为水不容易通过角质层，这层保护植物免受水分流失。角质层还保护下面脆弱的组织不受损害。

叶子和一些茎的表皮上有小的开口，可以让气体进出。这些开口称为气孔(单个开口称为气孔)。每个气孔由两个被称为保护细胞的特殊细胞打开和关闭。与其他真皮细胞不同，保护细胞含有叶绿素并进行光合作用。这些细胞在白天膨胀，导致气孔打开。在夜间，它们失去压力，气孔关闭。

在较老的茎和根中，表皮可能被周皮组织所取代。表皮形成了保护树干的坚硬树皮。它主要由富含厚壁细胞的软木组织组成。周皮也包括特化薄壁细胞，通过细胞分裂产生软木组织。

维管组织是专门用于在植物体内运输物质的组织。它们包括两种类型的复杂组织:木质部，负责输送水和溶解的矿物质，韧皮部，负责输送含糖汁液形式的食物，这些复杂组织或成股或成单位排列，称为维管束。这些线形成了一个连续的运输系统，从根延伸到茎，直到叶子。叶脉由维管束组成。

木质部是植物的主要物质木．它包括四种类型的细胞:薄壁细胞、纤维细胞、管胞细胞和血管成员。薄壁细胞是木质部中唯一的活细胞。它们通过木质部形成射线，并在木质部上运输物质。薄壁细胞也产生其他木质部细胞。纤维的厚细胞壁为木质部提供支撑。

管胞是雪茄状的长细胞。它们有含有木质素的厚细胞壁。就像纤维一样，它们在成熟时死亡。管胞的细胞壁含有许多孔，这些孔可以使水很容易地从一个管胞流向另一个管胞。管胞也为木质部提供支撑。管胞是在蕨类和针叶树等原始维管植物中发现的唯一一种导水细胞。

在开花植物中，被称为导管的细胞形成了在木质部上下流动的导管。和管胞一样，血管成员的细胞壁也含有木质素。随着血管成员的成熟，细胞两端的细胞壁溶解，细胞的活部分死亡，留下一个连续的“管道”，水可以通过它流动。

韧皮部和木质部一样，包括薄壁细胞和厚壁细胞。主要负责在植物体内运输食物的细胞类型是筛细胞。这些细长的细胞首尾相连形成筛管。维管束可包含数百个筛管。筛细胞成熟时是活的(食物物质的运输需要活细胞的活动)。筛孔末端的壁上有很大的孔洞，食物可以通过这些孔洞轻易地移动。开花植物的筛细胞没有核;与筛细胞相邻的是几个替代缺失细胞核的伴生细胞。

植物很可能被认为是食物工厂。工厂最重要的部分是化学实验室叶子．在叶片的细胞内，含有叶绿素的细胞器即叶绿体进行光合作用．地球上的生命依赖光合作用。没有水就没有绿色植物，没有绿色植物就没有陆生动物。

虽然有些植物的茎组织细胞中有叶绿体，但绿叶是光合作用发生的主要实验室。叶子的表皮通常由覆盖在叶子顶部和底部的单层细胞组成。大多数表皮细胞不含叶绿体。被称为气孔的微小开口通常出现在叶子的下表面。气孔允许气体进入叶片，也允许气体和水蒸气离开叶片。如果气孔位于叶片暴露在阳光下的一侧，叶片会失去太多水分。有些叶子两侧有叶绿体和气孔，并将边缘转向太阳。

在叶子的上表皮和下表皮之间有一层叫做叶肉的细胞。叶肉是由有叶绿体的薄壁细胞组成的——光合作用是在叶肉中进行的。叶肉细胞形成一个有许多空隙的松散网络，允许二氧化碳和水蒸气在细胞之间自由流动。一平方英寸(6.5平方厘米)的榆树叶子可能有2.5亿个叶绿体，一棵成熟的榆树可能有10万片叶子。

叶脉包含运输组织——木质部和韧皮部。木质部向叶肉细胞输送水和氮等矿物质营养物质。韧皮部将糖和有机物从叶肉细胞运送到植物的其他部位。

缺乏叶绿素的无色植物是寄生虫它们以其他植物为食，或以腐烂的动植物为食的腐生植物。菟丝子,槲寄生,印度烟斗是寄生虫。

高等植物的一个重要部分是茎。(最简单的植物也没有。)茎为植物提供支撑。茎内的木质部和韧皮部将水分和汁液分配到整个植株。叶子、花和树枝是从茎上的芽发育而来的。

茎有许多不同的形式。木头直立的树干是树干。灌木有许多木质的茎。藤本植物是大型物种葡萄树它们的茎长在地下。葡萄藤是木质藤本植物。这些植物的茎也可能有卷曲的卷须——修饰过的树枝，附着在树上或其他支撑物上。在热带森林有很多种木质藤本植物，它们会爬上树干晒太阳。

草本植物的茎部有很少的木质组织。香蕉树根本不是树，而是一种草本植物，因为它的树干或茎不是木质的。草本茎有好几种。大多数我们熟悉的花都有直立的茎。黄瓜和南瓜的茎匍匐在地上。牵牛花和折腰草的茎在卷须的帮助下向上缠绕。

生长在地表以下的水平茎叫做根茎。例如，普通的虹膜是由根茎生长而来的。短而多肉的地下茎被称为块茎。马铃薯是块茎。它的“眼睛”实际上是地上土豆茎发芽的芽。直立的地下茎膨大储存食物，如剑兰产生的茎，称为球茎。直立生长，然后弯曲，在顶端接触地面的茎被称为匍匐茎。某些玫瑰和覆盆子的茎长有匍匐茎。沿着地面延伸的茎，通常远离植物的根部，被称为流线。草莓就有这样的茎。

开花植物可根据胚胎叶的形成以及一些分子和结构特征分为单子叶、基双子叶和真双子叶。后者包括茎内维管束的排列。（另请参阅部分植物分类在本文中。)在基胚芽和胚芽(有两片胚叶的植物)中，胚芽束围绕茎的中心部分(称为髓)成圆圈排列。这些植物也可以通过叶子的脉纹来识别，在大多数双叶科中，叶子是网状排列的。

一个树树干是典型的双叶茎。树桩上的年轮和在显微镜下观察到的紫罗兰茎上的年轮是一样的。在双叶茎的外层或表皮下，有一层叫做皮层。皮层由薄壁细胞组成，主要用来储存食物。皮层内部是维管束。韧皮部位于维管束内，向茎外延伸，负责将食物输送到植物体内。木质部位于茎的内部，从根部向上传导水分。在木质部和韧皮部之间是第三个组织，形成层。这是薄壁细胞层;向外的细胞产生韧皮部细胞，向内的细胞产生木质部细胞。 The growth in the diameter of a stem takes place in the cambium layer. The center of the stem, the pith, serves as a storage place for reserve food.

在木本植物中，如灌木和乔木，形成层在茎周围形成一个连续的环，并产生一个连续的环，向外是韧皮部，向内是木质部。结果，木质部形成了一个实心的核心——木材。随着茎的成熟，髓和皮层可能会消失。在春天产生的管胞细胞壁和木质部的导管成员比在夏天产生的要薄。这种变化导致在木材中形成不同的年轮，表明树木在一年内的生长模式。这些年轮被称为年轮。

在只有一片胚叶的单子叶中，维管束以股的形式散布在茎中。它们叶片上的叶脉通常彼此平行。草、玉米、香蕉、棕榈树和百合都属于单子叶植物。单子叶茎有皮层和维管束，具木质部和韧皮部。它们的维管束没有形成层，茎也没有中央髓。由于它们缺乏形成层，单子叶植物生长高度较高，但除棕榈树外，茎的直径并不增加。

维管束在进入树枝、细枝、叶柄和叶子时分裂成更小的束。食物不仅会上下移动，还会横向移动到植物的各个部位。血管射线和髓射线使汁液水平穿过细胞壁。

茎与根的区别在于茎上有芽。被称为顶芽的芽长在茎尖，侧芽生长在茎的两侧。花蕾发育成叶子、侧枝和花或球果。一年生植物，大多数二年生植物和少数多年生植物有裸露的芽，仅被花的部分或初生叶所覆盖。多年生植物必须在严酷的冬天生存下来，它们的芽上覆盖着防水的蜡状芽鳞。当花蕾在春天开始膨胀时，花蕾鳞片脱落，留下疤痕。植物的年生长量可以通过这些疤痕之间的距离来衡量。

活跃的芽是指那些正在生长并产生新的植物部分的芽。大多数芽是潜伏的，也就是说，除非植物受到伤害，如火、虫或霜，否则它们不会生长。潜伏的芽处于储备状态，只有在必要时才被刺激生长，以使植物恢复健康。（另请参阅部分植物繁殖与生长在本文中。)

根可以被称为植物工厂的接待室，因为它们的主要功能之一是从土壤中吸取水分和矿物质。当雨水渗入地下时，它会溶解土壤中的矿物质。植物利用这种溶液来生产食物。根还将植物固定在土壤中，并作为储存食物的地方。

当种子发芽时，首先破壳而出的是根(在早期称为胚根)。不管种子种在什么位置——是直立的、横着的、还是上下颠倒的——根总是朝下的。

根最重要的部分是它的尖，在那里可以发现分生组织中活跃的分裂细胞。在根的最末端，即根冠的上方，根毛从表皮细胞中延伸出来。这些根毛增加了与土壤接触的表面积，增加了植物吸收水分和矿物质的能力。根毛很少见，因为当植物被拔起时，根毛就会脱落。这就是为什么要移植的花和树必须小心地挖出来，在底部留下一个固定根部的土球。

根吸收大量的水。据估计，一株紫花苜蓿需要大约900磅(408公斤)的水;一株土豆重636磅(288公斤);小麦，500磅(227公斤);仙人掌，40磅(18公斤)。少量的水用于光合作用或保留在植物的细胞中;大部分水分通过树叶进入空气，这个过程叫做蒸腾作用。因为所有这些水都必须通过根部进入植物，所以植物必须有一个巨大的根网。例如，4个月后，一株黑麦植株大约有1380万根。如果这些根的表皮平展开来，可以覆盖一个足球场。

花是花属植物的主要生殖器官。花是产生新植物的种子的地方。的花的主要部分是萼片、花瓣、雄蕊和雌蕊。

叶子状的萼片在花蕾开放前形成保护层。所有的花瓣加在一起就叫做花冠。花瓣通常颜色鲜艳，以吸引昆虫或其他可能授粉的动物。有些花在花瓣或萼片底部有腺体，可以产生花蜜——这是对传粉者的额外吸引力。

雄蕊产生花粉谷物。在典型的花中，雌蕊的最下部隆起形成子房，其中有胚珠。胚珠受精后(即花粉从雄蕊转移到雌蕊后)发育成种子。看到部分植物繁殖与生长在本文中)。

花部位的排列因植物种类而异。通常花冠的颜色和形状是这样的，只有特定的昆虫或蜂鸟被吸引到花上。例如，只有长“舌头”的昆虫才能吃到某些兰花花冠底部产生的花蜜。有些花没有萼片或花瓣，或两者都没有。这是真的，例如，许多森林树木依靠风，而不是昆虫，在花与花之间传播花粉。在某些植物中，花可能是专门化的:一些有雄蕊，另一些有雌蕊。例如，温带森林中常见的柿子，有“雄树”，它开出的花只有雄蕊，而“雌树”开出的花只有雌蕊。

在卵巢中的胚珠受精后，卵巢可能开始扩大成卵巢水果．水果是一个成熟的子房，里面有种子。在某些植物中，子房壁可分成两层。内层形成一层坚硬的外壳，称为核或核，将种子包裹起来。外层可能多肉多汁。桃子、樱桃和杏就是这类水果的例子。在一种叫做浆果的水果中，种子完全嵌在肉质组织中。干果，如坚果和橡子，是那些子房壁形成一个坚硬的外层的水果。（另请参阅花，“水果如何发育。”)。

胚胎植物，称为种子，在大小上有很大差异。以兰花为例，它的种子只有尘埃颗粒那么小。椰子是植物王国中最大的种子之一。在许多种子中，保护性的外种皮是由厚壁细胞组成的，这使种皮能够抵抗物理损伤，并且可能还含有有助于防止水分流失的蜡和油。

种子内的胚胎最初是一个单细胞，即受精卵(受精卵)。植物体的基本器官可以在胚胎中找到。在一些种子中，胚叶或子叶相当大，占据了种子的大部分体积。这样的子叶是胚胎储存食物的主要来源。豆类是一种有大子叶的植物。在许多其他植物中，子叶相对较小，胚胎由一种称为胚乳的组织滋养。

有些植物可以无性繁殖。例如，苔藓和苔类植物的叶子或茎上通常有杯状结构，其中包含被称为胚芽的植物碎片。胚芽会脱落并发芽，形成一株与母体基因完全相同的新植物。（另请参阅《细胞如何分裂》”)。

大多数维管植物可以通过一种无性繁殖的形式进行繁殖，即无性繁殖。例如，在适当的条件下，从植物上折断的叶子或茎可以长出根并建立一个新的个体。产生流道和匍匐茎的植物通常是植物性繁殖。草莓会产生可以建立新植株的流道。这样就可以在不干扰母株或新植株的情况下切断滑槽。

许多园林植物的根、茎和叶比种子(有性繁殖的一部分)更有效地繁殖。这种营养繁殖的优点是能更快地长出更大的植物。例如，马铃薯种子非常小，并发育成小而脆弱的植物。然而，块茎含有储备的淀粉供应，并产生一个强壮，快速生长的植物。营养性繁殖使植物能在母体周围迅速繁殖。许多杂草很难控制，因为它们通过营养繁殖快速生长。鳞茎、球茎、根状茎、流茎和块茎都是新植物生长的茎。

插枝，也叫插枝，是从母体植物上切下来的小枝、树枝或叶子，放在土壤、沙子或水中。随着时间的推移，新的根、茎和叶从插枝中生长出来。柳树、天竺葵、海棠和非洲紫罗兰就是可以用这种方法生产的植物的例子。一种被称为分层的方法用于某些树木和灌木。当树枝弯下来接触土壤时，它的根就会深入地下，新的植物就会生长出来。醋栗、黑莓、葡萄藤和连翘都可以用这种方法繁殖。

通过嫁接得到了改良的水果品种。在这个过程中，一株结了好果子的植物的茎长在另一种叫做砧木的植物的茎上，这种植物耐寒但质量较差。茎被切断，使两者的形成层接触并一起生长。然后把伤口绑在一起，用布或一种特殊的蜡覆盖。出芽是指从一种植物上取下嫩芽，并将其植入另一种植物(通常是幼苗)的树皮中的过程。

在有性生殖过程中，被称为配子的雄性和雌性细胞结合形成一个单细胞，被称为受精卵。这个受精卵然后经历细胞分裂，最终产生一个新的植物体。无性繁殖产生的后代与父母完全相同。然而，通过性行为产生的后代有两个父母，因此，尽管他们肯定与父母相似，但后代并不一定完全相同。因此，有性繁殖是一个增加后代变异的过程。（另请参阅遗传学．)

在植物中，有性繁殖的过程发生在两个不同的阶段，或代。有机体在一个阶段通过孢子繁殖，在另一个阶段通过生殖细胞繁殖。这种繁殖模式被称为世代交替。

产生孢子的结构被称为孢子体。孢子是单细胞，像动物的配子一样，由一种称为减数分裂的细胞分裂产生。当孢子萌发时，它产生配子体，即产生配子的结构。当雄性配子与雌性配子结合时，就形成了受精卵。

世代交替可能在蕨类植物中最为明显，因为孢子体和配子体形成独立的结构。沿着河岸生长的常见蕨类植物叶子是孢子植物。它们在一种叫做sori的结构中产生孢子，sori通常在植物叶子的下面。当一个释放出来的孢子落在一个有利于萌发的地方，它就长成配子体。配子体是一种直径小于0.25英寸(0.6厘米)的心形植物，它产生雄性和雌性配子。当一个雄配子与一个雌配子结合时，一个合子就形成了，并长成一株年轻的蕨类植物——另一种孢子体。蕨类植物通常生长在潮湿的环境中，比如溪边，因为雄性配子需要水分才能移动到雌性配子的位置。

发育程度最高的植物是那些通过种子产生新植株的植物。在种子植物中，植物的主要形式是孢子体。配子体通常是显微镜下的，形成于孢子体的一部分，通常是一个球果或花。然后，由配子体产生的雄性和雌性细胞结合而产生种子。通过种子繁殖的发展使得植物可以在许多不同的栖息地繁殖。例如，与蕨类植物不同，种子植物即使在非常干燥的地方也能繁殖。

最早的种子植物是种子蕨类，现在已经灭绝了。它们把种子产在特殊的叶子上。然后针叶树和它们的近亲进化了。这些植物在球果的鳞片上产生生殖细胞。雄性生殖细胞是由一种叫做微胚珠的小锥细胞产生的。在授粉在美国，数十亿粒花粉从这些球果中释放到风中。这些花粉大部分落在地上，被浪费掉了，但产生的少量花粉附着在雌性球果的胚珠上。胚珠含有雌性生殖细胞，即卵子。花粉粒发芽并产生花粉管，花粉管携带雄性配子或精子到达卵子。卵子和精子结合形成受精卵。受精卵通过正常的细胞分裂产生胚胎植物。胚胎和围绕它的胚珠一起形成种子。

开花植物的授粉效率要高得多。许多开花植物鲜艳的颜色、精致的香水和甜美的花蜜吸引了昆虫。花粉从花的雄蕊被昆虫身上的毛带走，并被带到另一朵花上。这些花粉颗粒中的一些会从昆虫身上摩擦到花的雌蕊顶部，即柱头上。这些花粉粒然后发芽，产生一个花粉管，携带精子细胞到卵巢的胚珠内的卵子。精子细胞和卵子融合形成受精卵，受精卵分裂产生胚胎。胚和胚珠发育形成种子，子房长成果实。（另请参阅花，“受精是如何发生的”；花粉和授粉．)

胚胎具有所有植物的基本器官。当种子开始生长时，它的上胚轴或胚芽将形成植株的芽。子叶迅速展开成为叶子，开始为植物生产食物。胚根产生根系。连接胚根和胚芽的区域称为下胚轴。

在大多数植物中，种子中的营养组织是胚乳，在受精过程中形成。有大量胚乳的种子包括玉米、蓖麻和南瓜。椰子里的“奶”其实是胚乳。其他植物的种子，如豆类和豌豆，含有很少的胚乳。在这些植物中，胚胎的子叶相当大，在萌芽期间为胚胎提供营养。

种子发芽需要水分、氧气和适宜的温度，但种子中储存了足够的食物和矿物质，因此在萌发的早期阶段这些因素不一定是必要的。许多种子在黑暗中发芽最好。最初，它们可以利用胚乳或子叶的食物储备来生长。然而，在发芽的几天内，生长中的幼苗必须有光才能制造自己的食物。

当种子吸收水分时，种子开始发芽。这会导致内部组织层膨胀到足以破坏种皮。水也会加速在休眠的干燥种子中缓慢发生的化学反应。这些化学反应直接为胚胎提供食物，使其开始生长。

胚胎的快速生长导致了非常高的呼吸速率。这就是为什么氧气对大多数种子的萌发如此重要。种子一旦开始发芽就缺氧，很快就会死亡。这种情况有时发生在种植的种子吸收了太多的水分时——氧气不能轻易扩散到非常潮湿的土壤中。

一旦种子开始发芽，胚根就出现了。胚根通过土壤快速向下生长，建立根系。在一些植物中，构成下胚轴的组织伸展，将子叶推到土壤以上。然后子叶可以展开并开始生产食物。在有储存食物的子叶的植物中，子叶可能留在土壤中。一旦根系建立，上胚轴迅速发育成一个由芽和叶组成的系统。

在发芽之前，干燥的种子对干旱或不利的温度等环境压力具有很强的抵抗力。植物生命周期的这一部分使植物在不可能生长的时期存活下来。为了防止种子在条件不利时萌发，许多种子在产生时都处于休眠状态。这意味着即使有足够的水分和氧气以及合适的温度，它们也不会发芽。然而这些种子是活的。如果让它们“后熟”几周或几个月，它们就会正常发芽。许多生长在寒冷冬季地区的植物产生休眠种子。这样的种子在春天发芽，通常是在它们暴露在寒冷潮湿的条件下之后。

有些种子需要特殊的条件才能发芽。这样的要求往往能保证种子只有在最有利于幼苗生长的条件下才会发芽。例如，樱桃的种子可以在森林土壤中休眠几十年。当土壤受到扰动，种子暴露在阳光下时，它们就会发芽。只有在这样的条件下，樱桃苗才有可能长成大树。在沙漠地区，许多植物物种的种子只有在大雨之后才会发芽，那时植物才有足够的水分来完成它们的生命周期。许多这类植物的种皮含有阻止正常发芽的化学抑制剂。大雨除去了这些抑制因素，使种子得以发芽。一些植物在最近被野火烧毁的地区发芽和生长得最好。火的热量是打破种子休眠的刺激。

大多数植物需要大量的水为了生长和繁殖。水对光合作用至关重要;所有其他分子，包括食物和矿物质，都是在这种液体中通过植物运输的。此外，植物细胞中的水压力，称为膨压，是维持细胞生长和植物结构所必需的。

每天有大量的水通过工厂。在植物中，没有像许多动物的心脏那样用来输送液体的“泵”。相反，植物依靠其他过程来让水分在体内流动。

其中一个过程是扩散，即水分子从高浓度地区(水分子多的地区)向低浓度地区(水分子少的地区)移动。当扩散发生在活膜上时，它被称为渗透．细胞膜是半透的，也就是说，一些分子，比如水，可以很容易地穿过细胞膜，而其他分子，比如糖和一些盐，则不能。细胞的细胞质含有大量的糖和盐。当细胞与水接触时，细胞外部的水浓度大于细胞内部的水浓度。浓度的差异导致水扩散到细胞内。这就是水从土壤进入植物根系细胞的过程。

随着越来越多的水扩散到细胞内，细胞的膨胀也随之增加。细胞膨胀对植物的生长和结构有重要影响。膨胀引起细胞壁扩张，刺激细胞生长。它还能使细胞保持刚性，从而使植物保持直立。植物细胞中水分的流失和膨胀会导致整个植物枯萎。当土壤变得太干燥时就会发生这种情况。当向土壤中添加过多的肥料时，也会发生这种情况，因为肥料增加了土壤中矿物质的浓度。这降低了水分子的浓度。当这种情况发生时，即使土壤感觉湿润，水分也会从植物细胞中扩散出来，植物就会枯萎。

水是如何从根部输送到其他植物组织的?在这个被称为蒸腾作用的过程中，水分不断地从叶片细胞中蒸发——通过叶片的气孔——进入大气。尤其是在白天，气孔是开放的，空气是温暖的。据估计，一棵橡树每天会放出90到100加仑(341到379升)的水。叶片细胞的蒸腾作用降低了这些细胞中水分的浓度。这导致水从叶脉中的木质部细胞扩散到叶细胞中。叶脉中木质部水分的流失降低了叶片木质部组织中水分的浓度。这使得水分从茎的木质部流向叶片。水沿茎向上移动，降低了根木质部中水分子的浓度，导致水从根细胞中吸收，从而从土壤中吸收。因此，水分从叶片表面的蒸腾作用被拉到植物上。

许多生长在炎热干燥栖息地的植物都有降低蒸腾速率的适应性，从而减少了植物所需的水量。例如，一些植物叶片的角质层或外层非常厚。这一蜡质层可以防止叶子流失过多的水分。许多多肉植物，如许多种的仙人掌在水充足的时候，它们能够吸收和储存大量的水。然后它们就可以在干旱时期靠这些储存的水生存。

在过程中光合作用例如，绿色植物和其他一些生物利用阳光产生食物和氧气，没有它们人类和其他动物就无法生存。光合作用是在称为叶绿体的细胞质中的特殊结构中进行的。叶绿体含有叶绿素和大量被称为酶的蛋白质。这些酶对光合作用中涉及的许多反应都是必不可少的。

光能最初被几种叶绿素色素中的一种捕获。叶绿素a是这些色素中最丰富的;其化学式为C₅₅H₇₂O₅N₄毫克。叶绿素b也存在于大多数绿色组织中;公式是C₅₅H₇₀O₆N₄毫克。

二氧化碳(CO₂)从空气中通过气孔进入叶片。水(H₂O)从土壤通过根和茎的木质部传播到叶细胞。捕获的光能被用来将水分解成氧分子(O₂)和氢原子(H)，并将这些氢原子与二氧化碳分子结合，形成糖分子(C₆H₁₂O₆)．六分子氧作为废物产生，并通过气孔释放到空气中。

在这个过程中形成的糖分子是葡萄糖，一种单糖。在每一秒钟的阳光照射下，每一个叶绿体都会产生大量这样的分子。在光合作用中产生的一些葡萄糖被植物在呼吸过程中用来产生其他形式的能量(看到部分细胞呼吸在本文中)。然而，大部分葡萄糖被转化为其他分子。一些转化为蔗糖，蔗糖是从甘蔗和甜菜中提炼出来的蔗糖．通过将葡萄糖分子结合成长链或聚合物，植物细胞形成淀粉和纤维素。植物中储存的食物大部分以淀粉的形式存在，而纤维素是植物细胞壁的主要成分。糖、淀粉和纤维素都属于一类有机分子碳水化合物．在许多植物中，食物以脂质的形式储存脂肪-含氧量比碳水化合物少的高能分子。

植物也需要蛋白质和核酸才能生存。这些化合物是由碳水化合物与其他元素(如氮、硫、磷、钾、铁、钙和镁)结合而成。植物的根从土壤中获取这些必需元素。

为了制造纤维素，建造新细胞，储存储备食物，以及进行生存和生长所必需的所有其他活动，植物都需要能量。能量是通过“燃烧”光合作用产生的一些葡萄糖来获得的。就像煤在氧气存在的情况下燃烧时释放能量一样，葡萄糖和氧气一起反应释放能量。葡萄糖不像在煤炉中那样在火中燃烧，而是通过被称为细胞呼吸．细胞呼吸有时也被称为有氧呼吸，因为它发生在氧气存在的情况下(词根aer-来自希腊语，意思是“空气”)。细胞呼吸作用在植物的每个细胞中昼夜进行。

细胞呼吸所涉及的化学反应与光合作用所涉及的化学反应相反。在细胞呼吸作用中，氧气通过叶片气孔、根系(通过土壤中的空气空间或溶液中的水)和茎中的气孔进入植物。葡萄糖在氧气的存在下被分解，释放化学能，并产生二氧化碳和水作为废物。这样，葡萄糖就变成了光合作用时产生的两种物质，而二氧化碳和水蒸气则通过气孔释放回空气中。在白天，光合作用进行得比细胞呼吸快。因此，植物释放的氧气比二氧化碳和水蒸气更多。在晚上，当光合作用停止时(因为没有光)，只有氧气被吸收，二氧化碳作为废物释放出来。

植物的生长发育是三个过程的结果:细胞分裂(这个过程称为有丝分裂)，细胞增大和细胞分化。根尖和茎尖的分生组织中的细胞分裂是这些植物部分长度增加的主要原因。根和茎的形成层组织中的细胞分裂导致这些植物部分的直径增加。许多植物的生长也是由于细胞的增大。

植物细胞可以增大尺寸，因为它们的细胞壁是有弹性的。当细胞成熟时，它们可能分化成特殊类型的细胞，如纤维、管胞或厚壁组织。这些细胞分裂、扩大和分化过程的速度受到许多因素的影响，包括环境条件、生长调节剂物质的存在以及遗传因素。

生态系统，就像有机体一样，诞生、发展和成熟。干扰，如火山爆发、火灾或风暴，创造了新的栖息地，并启动了称为演替的生态系统发展过程。植物在演替中起着重要作用。

生态学家对五大湖附近沙丘上生态系统的演替进行了深入研究。在过去的一万年里，五大湖的水位一直在缓慢下降。随着这种情况的发生，生物逐渐在湖泊周围的沙丘上定居下来。最初，沙丘是一个非常不适宜居住的环境，只有最顽强的植物才能在那里生长。然而，这些先锋植物的根稳定了沙子，使其他物种有可能迁移到沙丘上。最终，茂密的马拉姆草覆盖了沙丘。这种草产生了广泛的根系，将沙丘固定在适当的位置，草腐烂的根和茎中的有机物增加了土壤的肥力。这使得环境更有利于灌木和松树的生长。随着灌木和松树的生长，它们的阴影慢慢地杀死了马拉姆草，取而代之的是茂密的松林。松树不会在自己的树荫下繁殖，但它们创造了一个适合橡树、枫树和榆树等阔叶树生长的栖息地。 Thus, the pines are gradually replaced by these deciduous broad-leaved trees, which can reproduce in the forest environment. Once established, this type of forest will not change into another ecosystem form; this final form is called the climax. The entire process of ecosystem succession may take hundreds of years. The series of stages, from the pioneer to the climax, that make up a succession is called a sere, and each stage is called a seral stage.

这种演替模式可能出现在冰川作用或火山爆发后的裸露岩石上，也可能出现在农民遗弃的田地上。演替也发生在小湖泊的边缘。在这里，莎草和香蒲等植物可以忍受持续的水，沿着湖的边缘生长。来自这些植物的沉积物和碎屑逐渐堆积，从湖的边缘逐渐填满。其他耐水性较差的物种随后就可以建立。

在演替过程中，植物种类逐渐增多。因此，每年产生的植物组织总量也增加了。这使得环境适合更多的动物物种生存。结果，随着演替的进行，生态系统往往变得更加复杂。

植物演替是生态系统在受到干扰后自我修复的主要手段。例如，野火发生后，某些植物生长得非常快。它们的快速生长最大限度地减少了土壤侵蚀，并使其他植物得以建立。在生态系统中，例如美国西南部的灌木，许多这些先锋植物的种子在土壤中休眠。火的热量刺激它们发芽。它们生长迅速，产生休眠种子，死亡，直到下一次火灾才会再次出现。

植物间的相互作用影响着它们的分布和数量。当一种主要资源，如水或氮，供应短缺时，植物可能会相互竞争使用这种资源。能够更有效地利用资源的物种可能生长得更快，因此数量更丰富。这种竞争影响植物演替。竞争在农业等生态系统中也很明显。许多杂草比它们生长的作物更能利用水和矿物质。因此，农民必须采用各种方法控制杂草，以遏制杂草的蔓延。

一些寄生植物的生存完全依靠竞争。生长在热带地区的绞杀无花果就是一个很好的例子。鸟类把它的种子带到宿主树的树枝上。种子在这里发芽，并在宿主树周围生根。无花果长出大量的树枝和叶子，最终剥夺了宿主树的阳光。宿主树死了，成熟的无花果树孤零零地立着。

有些植物的根会侵入寄主植物的组织。寄生生物，如槲寄生，能够进行光合作用，只能从宿主那里获得水和矿物质。其他的植物，如印度烟斗和松珠，不产生叶绿素，完全依赖于从宿主那里摄取的食物。

一些植物通过生产对其他植物有毒的化学物质来竞争。例如，很少有植物能在核桃树下生长，因为核桃树产生的有机化学物质会阻止或阻碍其他植物的生长。

并非所有植物间的相互作用都是破坏性的。有些植物为其他植物提供栖息地。例如，在潮湿的热带地区，树枝支撑着被称为附生植物或空气植物的植物。这些植物不是寄生虫;它们既不从它们所依附的植物中汲取食物，也不从植物中汲取水分。它们的根只是把它们固定在宿主树上，从雨水中获取水分和矿物质。生长在美国东南部的西班牙苔藓是一种附生植物。(实际上它根本不是苔藓，而是菠萝的远亲。)

能够在炎热、干燥的气候中生存的植物被称为旱生植物。旱生植物有各种各样的适应性来保存水分。例如，大多数生长在沙漠中的植物在叶子的外表面都有厚厚的蜡质角质层，以减少水分的流失。在许多沙漠植物，例如仙人掌，叶子可能完全没有。在这类植物中，光合作用是在粗壮多肉的茎的外层组织中进行的。许多仙人掌的根又宽又浅。下雨的时候，这些根可以很快地吸收大量的水。这些水储存在茎的中央核心。仙人掌可以在沙漠中依靠一次降雨收集的水存活数年。

一些沙漠植物通过休眠来抵御沙漠干旱。美国西南部和墨西哥的ocotillo大多数时候就像一堆枯枝。然而，一场雨过后，它迅速长出树叶，开始制造食物。几周内，这种植物就会开花。当它的种子成熟时，ocotillo失去叶子，再次进入休眠状态。

许多一年生沙漠植物只有在大雨之后才会发芽。它们很快生长、开花并结出种子。然后，母体植物死亡，种子沉积在土壤中。这些种子非常耐高温和干旱，并在土壤中保持休眠状态，直到下一次大雨来临。

许多植物不能在有大量水的栖息地生存。当土壤被水饱和时，植物根就无法获得氧气。生长在非常潮湿的环境中的植物被称为水生植物．它们通常有海绵状的茎组织，其中含有向下延伸到根部的空气通道。光合作用产生的氧气从空气中被输送到根部。许多水生植物的根也能无氧呼吸。

生长在北极或高山斜坡上的植物必须能够忍受严寒和非常短的生长期。这些植物具有特殊的细胞结构，可以防止冰晶形成造成的损害。此外，这些物种中的许多能够在异常寒冷的温度下进行生命过程。例如，许多北极草在接近冰点的温度下进行光合作用效果最好。

在土壤中所有的矿物质养分中，氮通常是植物最难获得的。尽管氮是空气中最丰富的元素，但大多数生物无法从空气中获得所需的氮。大多数植物依赖于土壤中矿物质形式的氮，而陆地动物最终依赖于植物产生的有机氮。

固氮植物能够将大气中的氮直接吸收到它们的根部，因为它们与某些细菌有联盟关系。这些细菌存在于植物根部的特化结节中。细菌从空气中获取氮气，将其转化为有机形式的氮气，并将其提供给宿主植物。作为回报，寄主植物为细菌提供它们自己无法制造的食物。这是互惠主义的一种形式，或自然界中发现的互利伙伴关系(看到共生)．

固氮植物包括豆科植物(豌豆、豆类及其近亲)、桤木和其他灌木。这些植物中有许多是人类饮食中蛋白质的重要来源。有些也相继发挥作用。例如，固氮灌木生长在火山熔岩形成的土壤中。它们用氮丰富土壤，使其他物种得以立足。

许多植物能吃小动物，尤其是昆虫。这些植物被称为食虫植物。例子包括金星's-flytrap，投手的植物，毛毡苔和膀胱草。这些不寻常的植物通常生长在潮湿和缺乏营养的环境中，比如沼泽。植物捕捉的昆虫并不是有机食物的主要来源——相反，它们为这些贫瘠的栖息地提供了氮和磷等矿物质营养物质。

食虫植物采用多种机制来捕捉猎物。茅膏菜叶子上的毛末端有粘稠的腺体。昆虫被困住，最终纠缠在这些毛发上，然后被叶子释放的化学物质消化。猪笼草有管状的叶子，可以产生吸引昆虫的化学物质。一旦昆虫爬进叶子里，它就无法逃脱。捕蝇草捕捉昆虫的机制可能是最复杂的。当昆虫接触到叶子表面的毛发时，它的叶子就会形成一个抓拍器。叶子迅速折叠起来，困住了昆虫。

在夏天，植物在它们的根、茎或种子中制造和储存食物。在冬天，他们休息。植物以各种方式过冬。一年生植物在种植的同一季节开花。然后，将所有的储备养分转移到种子中，植物就会枯萎死亡。在保护性的种子覆盖层内，植物胚胎处于休眠状态，直到春天的潮湿和温暖刺激它的生长。

二年生植物在第一季只形成叶子和芽，并将食物储存在地下的根中。上面的部分在冬天就会枯萎。在接下来的季节里，来自根部的储备食物被用来制造新的茎，结出花和种子。第二年冬天，植物就死了。它们的种子在春天产生新的一代。这类植物包括甜菜、萝卜、防风草、胡萝卜和许多常见的花。

许多二年生植物在冬天失去茎和上叶，但保留了绿色的基叶。叶子长成漂亮的花型莲座。它们平躺在地上，围绕着地下主根展开。这种莲座的功能可能是为根部提供水分。叶子上有轻微的沟槽，雨水从叶子的外面和顶部倾泻到中间，然后倾泻到根部。

多年生植物年复一年地活下去。在寒冷的气候下，它们将食物储存在根或茎中，并在冬天休息。在温暖的气候条件下，它们只是继续生长。树灌木是典型的多年生植物。在冬天，它们会脱落叶子，在花蕾上形成一层蜡状鳞片的绝缘外套，来年新的生长将从花蕾上开始。

随着白天变短，夜晚变长和变冷，储存在多年生植物叶片中的营养物质又流回嫩枝、树枝和树干。温度的逐渐降低导致植物组织发生变化，使它们更耐寒。这种为即将到来的冬季做的准备被称为硬化。当叶绿素发生化学分解而变成无色时，树叶就呈现出秋天的黄色、红色和橙色。这些颜色是由叶绿素以外的其他色素的存在造成的。其中许多颜色总是存在的，但在夏天，叶绿素太多了，这些颜色被掩盖了。

当这些颜色发生变化时，一层厚的、软木状的皮肤被称为脱落层或分离层，在叶子的茎和树枝之间生长。这一层形成后，会一分为二。叶子掉下来的时候，有一半的叶子也跟着掉了;另一半用来覆盖树枝上的疤痕，密封组织，防止昆虫和水分流失。橡树叶在一年中掉落得很晚，因为在这个季节的早些时候，脱落层还没有完全形成。在热带生态系统中，雨季向旱季转变，许多树木在旱季落叶。这可以防止树木因树叶蒸发而失去水分。

冬天对树枝的研究很有启发性。仅凭树枝就可以区分树木和灌木，因为没有任何两种树枝的芽和叶痕的排列完全相同。花蕾是微小的活的植物部分，可以发育成叶子或花簇。它们被覆盖着重叠的蜡状芽鳞片。茎的顶部是顶芽。茎从顶芽长出。这个花蕾可能开花，也可能不开花。新的枝条从侧面芽长出来。

芽鳞片是改良的叶子。在春天，当它们因温暖和雨水而扩张时，它们可能会呈现出柔和的颜色，比如山胡桃和七栗鳞片的黄色和玫瑰色。漆树的鳞片不会脱落，而是会长成真正的叶子。开花山茱萸的彩色“花瓣”实际上是花蕾扩大的鳞片。真正的花是叶子里面的一簇小花，叫做苞片。