質膜（）包在細胞外邊所以又稱細胞膜。圍繞各類細胞器的膜，稱為細胞內膜。
質膜和內膜在起源、結構和物理組成的等方面具有相像性，故統稱為生物膜（）。生物膜是細胞進行生命活動的重要物質基礎。
質膜表面多肽鏈產生細胞外被（cellcoat）或糖萼（）。
質膜下的表層溶膠中具有細胞骨架成份組成的網路結構，除對質膜有支持作用外，還與維持質膜的功能有關，所以這部份細胞骨架又稱為膜骨架。
細胞外被、質膜和表層胞質溶膠構成細胞表面。
第一節質膜的物理組成
質膜主要由膜脂和膜蛋白組成，另外還有少量糖，主要以糖脂和糖蛋白的方式存在。膜脂是膜的基本骨架，膜蛋白是膜功能的主要彰顯者。植物細胞膜一般富含等量的糖類和蛋白質。
一、膜脂
膜脂主要包括磷脂、糖脂和血脂三種類型。
（一）、磷脂
是構成膜脂的基本成份，約占整個膜脂的50％以上。磷脂分子的主要特點是：
1、具有一個極性頭和兩個非極性的尾（脂肪酸鏈），線粒體內膜上的心磷脂具有4個非極性局部。
2、脂肪酸碳鏈為奇數細胞膜的流動鑲嵌模型，多數碳鏈由16，18或20個碳原子組成。
3、常富含不飽和脂肪酸（如硬脂酸）。
1、甘油磷脂
以甘油為骨架的磷脂質，在骨架上結合兩個脂肪酸鏈一個乙酸官能團，膽堿、乙醇胺、絲氨酸或肌醇等分子籍乙酸官能團聯接到脂分子上。主要類型有：
①磷脂酰膽堿，PC，舊稱卵磷脂
②磷脂酰丙氨酸，PS
③磷脂酰乙酸胺mine，PE，舊稱腦磷脂
④磷脂酰肌醇，PI
⑤雙磷脂酰甘油ol,DPG，舊稱心磷脂
2、鞘磷脂
鞘磷脂（，SM）在腦和神經細胞膜中非常豐富。以鞘胺醇（）為骨架，與一條脂肪酸鏈組成疏水尾部，親水臉部也含膽堿與乙酸結合。原核細胞、植物中沒有鞘磷脂。
（二）、糖脂
是含糖而不含乙酸的單糖，濃度約占脂總數的5％以下，在神經細胞膜上糖脂濃度較高，約占5-10％。
糖脂也是兩性分子，其結構與SM很相像，只是由一個或多個糖殘基取代了磷脂酰膽堿而與鞘氨醇的氨基結合。
最簡單的糖脂是半乳糖腦苷脂，在髓鞘的多層膜中濃度豐富；變化最多、最復雜的糖脂是神經節苷脂，其腹部包含一個或幾個唾液酸和糖的殘基。神經節苷脂是神經元質膜中具有特點性的成份。
（三）、膽固醇
主要存在真核細胞膜上，濃度通常不超過膜脂的1/3，動物細胞膜中濃度較少，其功能是提升雙脂層的熱學穩定性，調節雙脂層流動性，減少水溶性物質的私密性。
在缺乏尿酸培養基中，不能合成尿酸的突變細胞株很快發生自溶。
（四）、脂質體（）
是一種人工膜。
在水底，攪亂后磷脂產生單層脂分子的球狀脂類體，半徑25~不等。
人工脂類體可用于：
1、轉基因
2、制備的抗生素
3、研究生物膜的特點
二、膜蛋白
是膜功能的主要彰顯者。據恐怕核基因組編碼的蛋白質中30%左右的為膜蛋白。按照膜蛋白與脂分子的結合形式，可分為：
整合蛋白（）
外周蛋白（）
脂錨定蛋白（lipid-）
整合蛋白為跨膜蛋白（），是兩性分子。與膜的結合十分緊密，只有用去垢劑能夠從膜上漂洗出來，如離子型去垢劑SDS，非離子型去垢劑-X100。
整合蛋白的跨膜結構域可以是1至多個疏水的α螺旋，形結婚水通道的整合蛋白跨膜區域有兩種組成型式，一是由多個兩性α螺旋組結婚水通道；而是由兩性β折疊組結婚水通道。
外周蛋白靠離子鍵或其它較弱的鍵與膜表面的蛋白質分子或脂分子的親水部份結合，因而只要改變堿液的離子硬度甚至提升體溫就可以從膜上分離出來，有時很難分辨整合蛋白和外周蛋白，主要是由于一個蛋白質可以由多個亞基構成，有的亞基為跨膜蛋白，有的則結合在膜的外部。
脂錨定蛋白（lipid-）可以分為兩類：
糖磷脂酰肌醇(sitol，GPI)聯接的蛋白，GPI坐落細胞膜的外小葉，用磷脂酶C（能辨識含肌醇的磷脂）處理細胞，能釋放出結合的蛋白。許多細胞表面的受體、酶、細胞黏附分子和導致羊搔癢病的PrPC都是這類蛋白。
另一類脂錨定蛋白與插入質膜內小葉的長醇類鏈結合。
第二節質膜的結構
一、質膜結構的研究歷史
1、E.1895發覺但凡溶于脂肪的物質很容易透過動物的細胞膜，而不溶于脂肪的物質不易透過細胞膜，因而推斷細胞膜由連續的固醇物質組成。
2、E.&F.1925用有機溶劑提取了人的紅細胞質膜的脂質成份，將其勾畫在海面，測出膜脂展開的面積二倍于細胞表面積，因此推斷細胞膜由單層脂分子組成。
3、J.&H.1935發覺質膜的表面張力比油－水界面的張力低得多，推斷膜中富含蛋白質。1959年在上述基礎上提出了修正模型，覺得膜上還具有貫串脂單層的蛋白質通道，供親水物質通過。
4、J.D.1959用纖薄切塊技術獲得了清晰的細胞膜相片，顯示暗-明-暗三層結構，它由厚約3.5nm的單層脂分子和內外表面各厚約2nm的蛋白質構成，總厚約7.5nm。
5、S.J.&G.1972按照免疫螢光技術、冰凍刻蝕技術的研究結果，提出了“流動鑲嵌模型”。
二、質膜的流動鑲嵌模型
按照Fluid-model：
1、細胞膜由流動的雙脂層和嵌在其中的蛋白質組成。
2、磷脂分子以疏水性尾部相對，極性背部朝向水相組成生物膜骨架；
3、蛋白質或嵌在雙脂層表面，或嵌在其內部，或橫越整個雙脂層，表現出分布的不對稱性。
（一）、質膜的流動性
由膜脂和蛋白質的分子運動兩個方面組成。
1、膜脂分子的運動
側向擴散運動：同一平面上相鄰的脂分子交換位置。
旋轉運動：圍繞與膜平面垂直的軸進行快速旋轉。
擺動運動：圍繞與膜平面垂直的軸進行左右擺動。
伸縮回落運動：脂肪酸鏈進行伸縮回落運動。
翻轉運動：膜脂分子從脂單層的一層翻轉到另一層。
旋轉異構化運動：脂肪酸鏈圍繞C-C鍵旋轉。
2、影響膜脂流動性的誘因
①膽固醇：尿酸的濃度降低會增加膜的流動性。
②脂肪酸鏈的飽和度：脂肪酸鏈所含苯環越多越不飽和，使膜流動性降低。
③脂肪酸鏈的鏈長：長鏈脂肪酸相變濕度高，膜流動性減低。
④卵磷脂/鞘磷脂：該比列高則膜流動性降低，是由于鞘磷脂黏度低于卵磷脂。
⑤其他誘因：體溫、酸堿度、離子硬度等。
3、膜蛋白的分子運動
主要有側向擴散和旋轉擴散兩種運動形式。可用光脫色恢復技術和細胞融合技術檢查側向擴散。膜蛋白的側向運動受細胞骨架的限制，破壞微絲的抗生素如細胞松馳素B能促使膜蛋白的側向運動。
4、膜流動性的生理意義
質膜的流動性是保證其正常功能的必要條件。當膜的流動性高于一定的閥值時，許多酶的活動和跨膜運輸將停止，反之假如流動性偏低，又會導致膜的溶化。
（二）、膜的不對稱性
質膜內外兩層的組分和功能的差別，稱為膜的不對稱性。
樣品經冰凍破裂處理后，細胞膜可從脂單層中央斷掉，各斷面命名為：ES，細胞外表面（）；EF細胞膜的流動鑲嵌模型，細胞外小頁斷面（face）；PS，原生質表面（）；PF，原生質小頁斷面（face）。
1、膜脂的不對稱性：同一種脂分子在脂單層中呈不均勻分布，如：PC和SM主要分布在外小葉，PE和PS分布在內小葉。用磷脂酶處理完整的人類紅細胞，80%的PC降解，PE和PS分別只有20%和10%的被降解。
膜脂的不對稱性還表現在膜表面具有固醇和鞘磷脂等產生的微結構域——脂筏。
2、復合糖的不對稱性：糖脂和糖蛋白只分布于細胞膜的外表面。
3、膜蛋白的不對稱性：每種膜蛋白分子在細胞膜上都具有特定的方向性和分布的區域性。如各類激素的受體具有極性，細胞色素C坐落線粒體內膜M側。
（三）脂筏lipidraft
是含有固醇和鞘磷脂的微結構域（）。
約70nm左右，是一種動態結構，坐落質膜的外小頁。
介于無序液體與液晶之間，稱為有序液體（）。
在高溫下那些區域能抵抗非離子去垢劑的抽提，稱為抗去垢劑膜（-，DRMs）。
如同一個蛋白質停泊的平臺，與膜的訊號轉導、蛋白質分選均有密切的關系。
三、細胞膜的功能
1、為細胞的生命活動提供相對穩定的內環境；
2、選擇性的物質運輸，包括代謝底物的輸入與代謝產物的排出；
3、提供細胞辨識位點，并完成細胞內外信息的跨膜傳遞；
4、為多種酶提供結合位點，使酶促反應高效而有序地進行；
5、介導細胞與細胞、細胞與基質之間的聯接；
6、參與產生具有不同功能的細胞表面特化結構。
第三節細胞表面的分化
細胞表面的特化結構如：膜骨架、鞭毛和肺臟、微絨毛及細胞的變型足等等，分別與細胞形態的維持、細胞運動、細胞的物質交換等功能有關。
一、細胞外被
植物細胞表面的一層含有脂類物質的結構，稱為細胞外被或糖萼。用重金屬顏料,如釕紅染色后，在電鏡下可顯示厚約10~20nm的結構，邊界不甚明晰。
作用：保護，細胞通訊，并與細胞表面的抗體性有關。
紅細胞質膜上的糖鞘脂是AB0血型系統的血型抗體，糖鏈結構基本相同，只是糖鏈末端的糖基有所不同。A型血的糖鏈末端為N-甲基半乳糖；B型血為半乳糖；O型血則缺乏這兩種糖基。
二、膜骨架
膜骨架是質膜下纖維蛋白組成的網架結構；坐落細胞質膜下約0.2μm厚的溶膠層。
作用：維持質膜的形狀并協助質膜完成多種生理功能。
成熟的喂奶植物血紅細胞沒有核和內膜系統，是研究膜骨架的理想材料。
紅細胞經低滲處理，細胞斷裂釋放出內容物，留下一個保持原形的空殼，稱為血影（ghost）。
經SDS-聚丙烯丙酯凝膠電泳剖析，血影成份主要有：
1、血影蛋白：由結構相像的α鏈、β鏈組成異二聚體，兩個二聚體頭與頭相接連產生四聚體。
2、錨蛋白（）：與血影蛋白和帶3蛋白的胞質部相連，將血影蛋白網路聯接到質膜上。
3、帶三蛋白：是陰離子載體，通過交換Cl－，使HCO3－步入紅細胞。為二聚體，每位單體含929個多肽，跨膜12次。
4、血型糖蛋白：單次跨膜糖蛋白，約有131個多肽，N端在膜兩側，結合16條多肽鏈；C-端在胞質面，鏈較短，與帶4.1蛋白相連。血型糖蛋白與MN血型有關，其功能尚不明晰。
紅細胞膜骨架的構成：
血影蛋白四聚體游離端與短肌動蛋白纖維（約13~15單體）相連，產生血影蛋白網路。通過兩個錨定點固定在質膜下方：
通過帶4.1蛋白與血型糖蛋白聯結；
通過錨蛋白與帶3蛋白相連。
這一骨架系統賦與了紅細胞質膜的剛性與硬度，得以幾百萬次地通過比它半徑還小的微血管、動脈、靜脈。
三、質膜的特化結構
質膜常帶有許多特化的附屬結構。如：微絨毛、褶皺、纖毛、鞭毛等等，這種特化結構在細胞執行特定功能方面具有重要作用。因為其結構細微，多數只能在電鏡下觀察到。
（一）、微絨毛
是細胞表面伸開的狹長凸起，廣泛存在于植物細胞表面。
半徑約為0.1μm。內芯由肌動蛋白絲束組成。
肌動蛋白絲之間由許多微絨毛蛋白（）和絲束蛋白（）組成的橫橋相連。
微絨毛處質膜有I構成的側臂與肌動蛋白絲束相連，因而將肌動蛋白絲束固定。
作用：擴大了細胞的表面積，有利于細胞同外環境的物質交換。如小腸上微絨毛，使細胞表面積擴大了30倍。
（二）、皺褶（）
細胞表面的扁形凸起，亦稱為片足（）。在巨噬細胞的表面上，普遍存在著褶皺結構，與吞噬顆粒物質有關。
（三）、內褶
內褶（）是質膜由細胞表面內陷產生的結構，以相反的形式擴大了細胞的表面積。這些結構常見于液體和離子交換活動比較旺盛的細胞。
（四）、纖毛和纖毛
鞭毛（cilia）和纖毛（）是細胞表面伸開的絲狀運動裝置。兩者在發生和結構上并沒有哪些差異。
鞭毛和纖毛都來始于中心粒。其詳盡結構和功能可參見細胞骨架一章。