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單位膜（unit membrane）是用電子顯微鏡高倍放大可見膜顯示「暗-明-暗」3條帶的結構，因此有人提出單位膜的概念。不同於質膜的是，後期研究提出了「流動鑲嵌模型」的學說，完善了質膜的結構。

單位膜的光學定義

單位膜包括細胞膜及細胞內各種細胞器的膜，在電鏡下膜的橫斷面呈現「暗——明——暗」三條平行的帶，內外兩層暗的帶，中間有一層明亮的帶（由脂類分子組成）即為內、中、外三層結構，是一切生物膜所具有的共同特性，稱為單位膜。

單位膜結構組成

結構 在電子顯微鏡下觀察，細胞膜可分為三層結構，即內、外兩層的親水極與中間層的疏水極。一般把這3層結構稱之為「單位膜」。

組成 厚度一般為5nm-10nm，主要由蛋白質與脂類構成。緻密層相當於蛋白質成份，中間的一層由2層磷脂分子構成。蛋白質排列不規則，在磷脂雙分子層的內外表面，並以不同的深度伸入到脂類雙分子層中，有些從膜內伸到膜外。

單位膜的種類

用電子顯微鏡觀察細胞周圍的細胞膜的切面，能分辨出濃、淡、濃三層結構，各層的厚度約為2—3納米。J．D．Robertson（1958）認為這種三層結構是構成一層膜的單位，並把這種膜稱之為單位膜。其實不單是細胞膜如此，細胞內所能見到的各種膜也都是單位膜結構。內質網或高爾基體的切面能看到有很多層膜重疊，但每一個膜都是具有三層結構的單位膜。核膜或包裹着線粒體的膜是二重膜，而其內膜和外膜都具單位膜的結構。作為生物膜的分子結構模型的單位膜結構，在形態學上符合了J．F．Danielli（1934）提出的生物膜具有蛋白質-脂質雙分子層-蛋白質結構的說法。但對此也有不同的看法。