细胞的表面质膜电子显微镜一般仅可显示相当简单结构
质膜存在于所有细胞的表面，虽有一些其它与之紧密关联
的结构起重要的作用，但这层膜是决定什么物质可以进入或离
开细胞的主要屏障。它的特性足以影响多细胞集团（如组织）
的形成，以及物质在紧密关联的细胞之间通过。质膜常常
出现特化的区域显微结构光学显微镜并不能直接显示出质膜的
存在，这是因为质膜的厚度远远低于光学显微镜的分辨率。可
是早在电子显微镜出现之前，已从生理学实验积累了大量有关
膜的间接资料。
人们设计了人工的体系，将两种不同浓度的某些物质的水
溶液用膜隔开，这膜具有质膜的半透性特点，只允许某种分子
通过。假如，某种成分能够很快通过膜，那么，这种成份将产
生一个从高浓度溶液向低浓度溶液的净运动或弥散（向浓度梯
度递减方向），直到膜二侧浓度相等为止。假如膜对溶质是非
通透或轻度可通透的，同时假定它象质膜那样，对水是中度可
通透的，那么水将很快地进入较高浓度的溶液里。水的净运动
的方向，朝着趋于使膜的每一侧的溶质浓度平衡，这种现象称
之为渗透。在早时的实验里，把细胞悬浮在含有不同分子的水
溶液中并测量细胞体积的变化。
在一定的溶液里的细胞行为的细节将取决于溶解在细胞内
部和细胞周围溶液里的所有分子的总浓度，以及与水比较时，
溶质分子穿过膜的相对速度；达到平衡时，大约细胞内外每单
位体积所有溶质分子的总数是相等的，而每种能透过膜弥散的
单独成份的浓度也将是相等的。
在某些实验条件下，可利用细胞体积的剧烈变化作为细胞
对某种溶质的相对不通透性和因而产生的水的流入或流出的指
标；细胞或是剧烈地皱缩或是剧烈地膨胀以至破裂，这取决于
溶液的浓度。这种方式的研究及直接测量细胞内物质浓度的更
复杂的实验，已经说明细胞存在着质膜而且对于通过它的物质
显示出很大的选择性。气体不难穿过它；
水和其它小分子通过它要比和它的化学性质类似的大分子
快一些；脂溶性物质进人细胞的速度一般要比非脂溶性物质快
些；有一些物质以被动的弥散的方式通过膜，另一些则需细胞
消耗能量才能通过。
这种选择性和其它间接的观察说明，膜是具有高度组织性
的复杂的实体。但电子显微镜一般仅显示一相当简单的结构，
所以对膜的复杂功能的物质基础仍没有更深刻的了解。
