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細胞膜，又稱原生質膜（英語：cell membrane 或 plasma membrane 或 cytoplasmic membrane），為細胞結構中分隔細胞內、外不同介質和組成成份的界面。原生質膜普遍認為由磷脂質雙層分子作為基本單位重複而成，即磷脂雙分子層，其上鑲嵌有各種類型的膜蛋白以及與膜蛋白結合的糖和糖脂。原生質膜是細胞與周圍環境和細胞與細胞間進行物質交換和信息傳遞的重要通道。原生質膜通過其上的孔隙和跨膜蛋白的某些性質，達到有選擇性的，可調控的物質運輸作用。為運輸蛋白。
學說
1935年，J.F.Danielli和H.Davson提出雙分子片層模型。1950年代，羅伯特森（J.D.Robertson）提出單位膜模型。1972年，美國加州大學的辛格（S. J. Singer）和尼克森（G. L. Nicolson）提出流動鑲嵌模型（Fluid Mosaic Model）。
流動鑲嵌模型是目前被最廣泛接受和認可的觀點。這種觀點主張，構成膜的蛋白質和脂類分子具有鑲嵌關係，而且膜的結構處於流動變化之中。許多實驗結果支持流動鑲嵌模型的模式。
結構
在流動鑲嵌模型[1]學說中，膜中的磷脂質分子以雙層排列，構成了膜的網架，是膜的基質。磷脂質分子為雙性分子，分為親水頭端和疏水尾端，雙層磷脂質分子之頭端皆朝向水相，疏水尾端則兩兩相接埋於膜內。而使脂雙層分子之親水頭端的內層（面對細胞質之面）與外層（面對外界之面）之結構不對稱原因，主要在於脂雙層分子兩親水頭端的化學組成不同。
膜的另一種主要成分是蛋白質，蛋白質分子有的嵌插在脂雙層網架中，有的則粘附在脂雙層的表面上。根據在膜上存在位置的不同，膜蛋白可分為兩類，一是通過強疏水或親水作用同膜脂牢固結合不易分開的，稱為整合蛋白（Integral protein）或膜內在蛋白；二是附着在膜的表層，與膜結合比較疏鬆容易分離的，稱為膜周邊蛋白（Peripheral protein）或外在蛋白。
功能
原生質膜的功能主要有以下幾個方面：
- 維持細胞的結構完整性，保護細胞內成分
- 細胞內外選擇性物質運輸的通道和橋樑[2]
- 對於原核細胞而言，細胞質膜是很多催化生化反應的酶附着的位點。
研究歷史
E. Overton 1895 發現凡是溶於脂肪的物質很容易透過植物的細胞膜，而不溶於脂肪的物質不易透過細胞膜，因此推測細胞膜由連續的脂類物質組成。
水溶性物質難以通過質膜
E. Gorter & F. Grendel 1925 用有機溶劑提取了人類紅細胞質膜的脂類成分，將其鋪展在水面，測出膜脂展開的面積二倍於細胞表面積，因而推測細胞膜由雙層脂分子組成。
J. Danielli & H. Davson 1935 提出三明治模型
J. D. Robertson 1959 提出單位膜模型
紅細胞膜的結構
S. J. Singer & G. Nicolson 1972 根據免疫熒光技術、冰凍蝕刻技術的研究結果，在「單位膜」模型的基礎上提出「流動鑲嵌模型」。強調膜的流動性和膜蛋白分布的不對稱性。