研究细胞中元素和化合物的基本方法
元素是具有相同核电荷数的同一类原子的总称。对元素进行鉴定的一类常用方法是光谱分析法，它可以利用电磁辐射与物质的原子或分子之间的相互作用对物质进行定性、定量和结构分析。光谱分析法可以细分为很多方法，其中常用于进行元素鉴定的有原子发射光谱法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法等。下面以原子发射光谱法为例来简要说明原理。通常情况下，原子处于基态，在激发光源的作用下，原子获得足够的能量，外层电子由基态跃迁到较高的能量状态即激发态。处于激发态的原子是不稳定的，外层电子会迅速从高能级向较低能级或基态跃迁。多余的能量以电磁辐射的形式发射出去，就得到了一条光谱线，即是发射光谱。每种元素的原子发射的光谱不同，可以根据某元素特征谱线的存在与否来判断样品中是否存在该元素。
利用质谱法也可以对元素进行鉴定。质谱法是一种在电场和磁场的作用下，对离子（带电荷的原子、分子或分子碎片等）进行分离和分析的方法。即使样品中各组分在离子源中发生电离，生成不同荷质比的带电荷的离子，经加速电场的作用，形成离子束，进入质量分析器。在质量分析器中，利用电场和磁场使之发生相反的速度色散，将它们分别聚焦而得到质谱图，从而确定其质量。
近年来，随着生命科学的不断发展，单细胞中元素含量的分析对于理解生命活动的过程具有重要的意义。为此，科学家建立了高通量、高灵敏度的单细胞分析方法，已经实现了对单细胞内的金属离子浓度进行测定。例如，成功地完成了阿尔茨海默病症小鼠模型血红细胞中镁和锌离子的测定。
对化合物的鉴定在原理上与对元素的鉴定有很多相似之处。可以用质谱法、色谱法、核磁共振、x射线衍射等方法来进行分析。对于复杂化合物的鉴定，有时需要把多种方法相结合，如将质谱法与色谱法相结合。有些鉴定方法不仅可以定性、定量，还可以进行结构分析，如X射线衍射以及核磁共振等。
3.植物体和土壤中部分元索含量的比较
表2-1 植物体和土壤中部分元素含量比较
元素 | 植物的平均组成（新鲜物重量比例）/% | 土壤的平均组成/% |
O | 70 | 50 |
C | 18 | 2 |
H | 10.5 | - |
Ca | 0.5 | 1.4 |
K | 0.3 | 1.5 |
N | 0.3 | 0.1 |
Si | 0.2 | 34 |
Mg | 0.04 | 0.6 |
P | 0.07 | 0.1 |
S | 0.05 | 0.05 |
Na | 0.02 | 0.7 |
Cl | 0.02 | 0.01 |
Fe | 0.01 | 4 |