“我确信哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧”
这句话引自翟中和院士等主编的《细胞生物学》。是的，组成细胞的物质就是再复杂、再精细，只是堆在一起，也不可能自主进行生命活动。组成细胞的分子必须有序地合理地组织在一起，才能成为一个基本的生命系统。
我们在学习蛋白质时认识到，生物大分子是脆弱的，一旦环境稍微恶劣些，生物大分子的功能就可能受到影响。因此，细胞内部环境的相对稳定至关重要。保证细胞环境相对稳定的结构，就是细胞膜，它可以将细胞与外界环境分隔开。
细胞膜分隔了细胞内外的环境，也承担了控制物质进出细胞的功能。有用的物质要进入细胞，无用的、有害的物质要到挡在细胞外；代谢的废物和分泌的物质需要排到细胞外，有用的物质要保留在细胞内，这些工作都是细胞膜在承担。但是，这种控制功能是相对的，环境中一些对细胞有害的物质、细菌和病毒等也可能侵入细胞。
就像海关一样
每一个细胞都不是一个孤立的系统，都要与外界进行交流，在多细胞生物中更是如此。多细胞生物中的细胞必须保持功能的协调才能使生物体健康地生存，而这种协调一定程度上依赖于细胞间的信息交流。信息交流的方式多种多样：内分泌细胞可以分泌信号分子，信号分子由体液运输，作用于靶细胞膜上的受体；相邻细胞的细胞膜相接触，可以使信息从一个细胞传递到另一个细胞，例如精卵结合；相邻两个细胞的细胞膜互相连接形成通道，使物质和信息在两个细胞之间实现交流，如高等植物细胞之间的胞间连丝。可以看出，细胞膜信息传递功能的实现，也离不开前两种功能的正常保持。
细胞膜的功能是通过它的结构和成分决定的。事实上，人们对细胞膜结构和成分的认识过程是漫长的。
1895年，欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验，发现脂溶性物质更容易穿过细胞膜。他据此推测，细胞膜是由脂质构成的。后来的实验也证明了这一点，经过化学分析，组成细胞膜的脂质多为磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
我们在第二章学习过磷脂的结构：一个甘油分子连着两个脂肪酸和一个磷酸或其他衍生物。两个脂肪酸一端为疏水的尾，磷酸或其他衍生物一端为亲水的头。因此，在水面上，磷脂倾向于将疏水的尾部露在空气，亲水的头部则溶于水中。科学家用丙酮提取了红细胞中的脂质后，在空气-水界面上铺成一层单分子膜，发现单分子膜的面积刚好为红细胞膜面积的两倍。它们由此推断，细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。（注：红细胞内没有细胞核和具膜的细胞器，可以认为红细胞中的磷脂全部分布在细胞膜上。）
