J. Danielli & H. Davson1925 发现质膜的表面张力比油－水界面的张力低得多，推测膜中含有蛋白质，从而提出了”蛋白质-脂类-蛋白质”的三明治模型。认为质膜由双层脂类分子及其内外表面附着的蛋白质构成的。1959年在上述基础上提出了修正模型，认为膜上还具有贯穿脂双层的蛋白质通道，供亲水物质通过。
J. D. Robertson1959用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜照片，显示暗-明-暗三层结构，厚约7.5nm。这就是所谓的“单位膜”模型。它由厚约3.5nm的双层脂分子和内外表面各厚约2nm的蛋白质构成。
不足之处：1）把膜结构描写成静止不变的；2）无法解释膜的功能活动；3）各种膜有各自的特定厚度，并不都是7.5nm；4）蛋白质提取的难易程度不同；5）各种膜的蛋白质和脂类的比率不同。
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