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与所有生物体一样，化学元素构成植物细胞内的不同化合物和细胞器。植物从空气、水和根部吸收的矿物质中吸收构成其细胞结构的元素。毫不奇怪，您在植物细胞中最常见的元素往往与您在一袋肥料中找到的元素相匹配。植物细胞由 9 种非矿物质元素和 13 种矿物质元素组成。
碳是所有有机生命（包括植物细胞）中最重要的元素。植物从空气中吸收二氧化碳，利用太阳的能量将二氧化碳与水结合形成糖和氧气。植物从空气中吸收碳并将其融入生物量的能力导致它们被称为碳汇：去除潜在有害二氧化碳并将其转化为有益有机物的生物体。植物细胞的所有部分都含有碳。
所有生命都需要氮。根据佛罗里达州立大学的分子表达网站，包括人类在内的动物以蛋白质的形式消耗氮，但植物通过根系吸收无机氮。氮是所有植物细胞的重要组成部分，形成蛋白质、酶和叶绿素，并有助于能量的合成和转移。所有植物细胞都含有一个含有植物遗传物质的细胞核。在那里发现的 DNA 由多种元素组成，其中包括氮。 DNA 储存植物的遗传密码并将其传递给其后代。
所有植物细胞都含有坚硬的细胞壁，这使得细胞呈四方形。多个植物细胞反过来赋予植物刚性结构，控制水和化合物进出细胞，调节生长并保护细胞免受疾病侵害。据北卡罗来纳州农业部称，正如钙为动物提供骨骼结构一样，它也有助于细胞壁的结构。
植物从土壤中吸收的钾、氮和钙比任何其他元素都多。钾在每个植物细胞内发挥着多种重要作用，包括将其自身融入细胞蛋白质中。钾是钠钾泵的一部分，钠钾泵是一种嵌入植物细胞膜以及细胞内单个细胞器的膜中的机制。膜利用能量主动将钾转运到膜的一侧。当一侧的浓度增加时，钾会流向膜的另一侧，并携带细胞或细胞器所需的其他分子。
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