1884年內格利根據受精卵內卵子原生質多於精子原生質但並不體現出更多遺傳性狀的事實，推測有兩種原生質。一種稱種質。它在卵細胞和精子細胞內是等量的，控製個體發育和係統發育，是遺傳性狀的攜帶者和變異的決定者；另一種為營養質大量貯存在卵內，主要起營養作用。內格利的上述觀點，對施特拉斯布格、赫特維希、克利克、魏斯曼等後來提出核物質是遺傳性狀的載體，很有影響。
1691年，德國植物學家卡梅拉裏烏斯發現雌性桑樹及移植的一年生山靛在附近沒有雄樹情況下不能產生種子。1694年他根據詳細觀察和移去雄花實驗，證明花藥是植物的雄性器官，子房與花柱是雌性器官。德國植物學家克爾羅伊特於1761～1766年認識到昆蟲對傳粉的重要作用，他用實驗證明當用同種花粉與異種花粉同時向一種植物的柱頭傳粉時，一般隻有前者能起受精作用。1793年德國的施普倫格爾指出由於許多花是雌雄異株的，雌雄同株的花也很可能是雌雄異熟的，因而植物界存在同種不同花之間或同種不同個體之間的雜交。
1830年意大利天文學家、顯微鏡製造者阿米奇觀察到花粉管進入子房並進入胚珠的珠孔。1879年德國植物細胞學家施特拉斯布格確定花粉粒中通常有二核結構，並且他的學生還看到了3個核。施特拉斯布格描述了胚囊發育與精卵結合，但不了解另一精子的去向。直到1898年俄國植物學家納瓦申發現被子植物雙受精現象，才揭示了受精的全過程。
18世紀前葉一些學者在隱花植物中尋找與被子植物相似的兩性器官。他們發現蘚類的精子器和頸卵器相當於被子植物的雄蕊和子房。以後瑞士植物學家內格利於1844年發現蕨類原葉體上的相應結構。德國植物學家霍夫邁斯特於1849年確定了遊動精子與頸卵器內卵細胞的受精，指出蘚類和蕨類的生長發育為有性生殖所中斷，成為一種世代交替。這在具有維管束的隱花植物內發生於萌發後不久，而在蘚類內則晚得多。1855年德國植物學家普林斯海姆首先在一種最普通的藻類中觀察到受精的具體過程。
植物營養研究可以說是從黑爾蒙特所做著名的柳樹桶栽實驗開始的。17世紀早期比利時人黑爾蒙特把一棵柳樹種在一桶土內，隻澆雨水，5年後長到約170磅，而桶內土壤損失極少，18世紀英國的黑爾斯測定了從根吸收的水和從葉麵散失的水，以確定蒸騰作用，並與土壤濕度相較，查明了二者的關係。並計算植物莖內水的上升速率，證明與葉子蒸騰速率有關。
他於1727年提出植物通過葉子吸收空氣中的某些成分，使它轉變為植物體內的固體成分。1771年英國牧師和化學家普裏斯特利根據容器內不更換空氣則燃燒不能持久，動物不能繼續存活的實際觀察，推測自然界有複原空氣的途徑，並通過在玻璃罩內放入綠色薄荷的實驗證明植物可以恢複因蠟燭燃燒而“損壞了”的空氣。繼而荷蘭人奧地利宮廷醫生英恩豪斯於1779年在3個月內做了500多次植物對空氣影響的試驗，指出植物隻能在陽光下通過其綠色部分改善空氣，在陰暗處或夜間，植物也會“損壞”空氣。1782年，瑞士牧師塞內比埃證明植物利用溶於水的“燃燒過的空氣”可恢複空氣的活性。隨後，日內瓦的化學家索緒爾於1804年指出植物產生的有機物總量及釋放的氧遠超過所消耗的二氧化碳，由此斷定光合作用還必須以水為反應物，從而查明了光合作用是綠色植物以陽光為能源，以二氧化碳和水為原料而形成有機物和氧的過程。1845年德國醫生邁爾引入能量概念，指出植物可以把太陽能轉變為化學能貯存起來，成為能量的供給者。隨後，德國植物生理學家薩克斯把物質消耗與物質運輸和同化作用聯係起來進行研究，並總結出葉綠素中的澱粉是同化作用的最初產物，是到處被消耗並貯藏於某些器官內的物質。他指出澱粉不是一次化學變化就產生的，而是在葉綠素內發生一係列化學變化的結果。