細胞膜貼附在細胞壁裏側，包圍著細胞質，是一層柔軟脆弱又極富彈性的半透性薄膜。
細胞膜的主要成分是磷脂和蛋白質，現分別展開敘述：
（一）磷脂
細胞膜是由兩層磷脂分子對稱排列而成，其中每一個磷脂分子都由一個極性頭和一個非極性端構成。極性頭帶正電荷，溶於水；非極性端不帶電荷且不溶於水。兩極性頭分別朝向內外兩表麵，而兩個非極性端的疏水尾深入膜的內層，因此形成一個磷脂雙分子層。
在極性頭的甘油分子C3位上有R基團，R基團因微生物的種類不同而存在差異，例如所有細菌都含磷脂酰甘油，而G-細菌一般還富含磷脂酰乙醇胺。
非極性尾由長鏈脂肪酸連接在甘油分子的C1和C2位上組成，其鏈長和飽和度因細菌種類和生長溫度而異，一般生長溫度要求較高的菌種，其飽和度越高。
（二）蛋白質
整合蛋白：嵌埋在磷脂雙分子層中，很多都有運輸功能，有時在分子內還有運輸通道。
周邊蛋白：“漂浮”在磷脂雙分子層的外表麵，具有酶促作用。
學術界有很多學關於細胞膜的結構與功能的學說，其中被大家普遍接受的是J.S.Singer和G.L.Nicolson於1972年提出的液態鑲嵌模型說。
液態鑲嵌模型學說的要點為：
1. 脂質雙分子層構成膜的主體；
2. 脂質雙分子層有固體分子排列的有序性，又有液體的流動性；
3. 整合蛋白表麵呈疏水性，可以“溶”於脂雙分子層的疏水性內層中；
4. 周邊蛋白表麵有親水基團，可與脂雙分子層的親水端相連；
5. 分子層中的脂質分子之間或蛋白質組分與脂質之間沒有共價鍵結合；
6. 脂質雙分子層好比是“海洋”，在這個比喻之下，周邊蛋白可以看作是在“海洋”上作“漂浮”運動，整合蛋白就好比是“冰山”，沉浸於“海洋”中橫向移動。
液態鑲嵌模型也存在一定的不足之處，它沒有充分認識到蛋白質分子對脂質分子流動性的控製作用和各種因素對脂質分子運動的影響。
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