杜南平衡是指一種通過擴散作用實現離子積累的現象，其中離子會逆化學濃度梯度向細胞內擴散，最終導致膜兩側離子濃度不平衡但達到動態平衡。
物理原理
杜南平衡的物理原理在于，當可擴散離子達到平衡時，與細胞內不可擴散離子（如R）帶有相反電荷的離子（如K）會在細胞內積累。細胞內不可擴散離子的濃度越高，將會有更多的陽離子逆濃度梯度進入細胞并積累。
生物學背景
在植物細胞中，質膜作為半透膜，允許某些離子通過擴散作用進出細胞。當細胞置于特定濃度的KCl溶液中時，由于細胞內缺乏或僅有少量氯離子（Cl-），因此Cl-會順著濃度梯度從外部溶液擴散至細胞內部。與此同時，鉀離子（K+）也會隨之進入細胞，以維持電中性。然而，由于細胞內的大分子化合物（如帶負電的蛋白質R）無法擴散至細胞外，這會導致細胞內的鉀離子被保留下來。隨著時間推移，細胞內外離子的擴散速率趨于一致，從而達到平衡狀態。在此狀態下，細胞內可擴散陰離子和陽離子的濃度乘積等于細胞外相應離子的濃度乘積，即[K+]內 × [Cl-]內 = [K+]外 × [Cl-]外。值得注意的是，由于細胞內部分可擴散陽離子受到不可擴散陰離子的吸引，所以在平衡時，細胞內K+的濃度高于細胞外，呈現出離子積累現象。這一過程無需消耗能量，屬于被動吸收。
參考資料 >
杜南平衡.https://easylearn.baidu.com/edu-page/tiangong/bgkdetail?id=c3def9287375a417866f8fe8&fr=search.2024-11-25
杜南平衡.https://wenku.baidu.com/view/f151d0b05df7ba0d4a7302768e9951e79a896970.html?_wkts_=1732506944204&bdQuery=%E6%9D%9C%E5%8D%97%E5%B9%B3%E8%A1%A1&needWelcomeRecommand=1&unResetStore=1.2024-11-25
【名詞解釋】杜南平衡.https://www.shuashuati.com/ti/fb7eeff542114317996930b35cfd6d4e.html.2024-11-25