杜南平衡

杜南平衡是一種特殊的靠擴散作用（實為協助擴散）積累離子的現象。即某離子逆化學濃度梯度（但這時肯定是順電勢梯度的）向細胞內擴散；擴散的結果，膜兩側的這種離子的濃度不相等，但也達到了平衡。

基本介紹

• 中文名：杜南平衡
• 外文名：Donnan Equilibrium
• 套用學科：生物學
• 屬性：化學

簡介

植物細胞的質膜是一種半透膜。細胞內含有許多帶電荷的不能擴散到細胞外的大分子化合物（如帶負電的蛋白質R^-），成為不擴散離子，它們可以與陽離子形成鹽類（如蛋白質的鉀鹽，KR）。把這樣的細胞放在某濃度的KCl溶液中，由於細胞內沒有或只有微量的Cl^－，所以Cl^－沿著濃度梯度由外界溶液擴散入細胞內，同時K+也進入細胞內，以保持電中性。由於R^－不能向細胞外擴散，使得細胞內的K⁺被保留在細胞內。經過一段時間後，細胞內外離子擴散速度相等，達到平衡狀態，此時，細胞內可擴散負離子和正離子濃度的乘積等於細胞外正負離子濃度乘積。即：

[K⁺]內×[Cl^－]內=[K⁺]外×[Cl^－]外

由於細胞內有部分可擴散正離子被不擴散的負離子吸引，所以擴散平衡時，細胞內K+濃度大於細胞外K+的濃度，呈現離子積累現象，此時細胞外Cl－的濃度大於細胞內Cl－濃度。這種離子積累不需要消耗能量，故屬被動吸收。

原理

根據杜南平衡原理，當可擴散離子達到杜南平衡時，這個可擴散的且具有與細胞內不能擴散的離子（如R^-）相反電荷的離子（例中的K⁺）將會在細胞內積累；細胞內的R^-濃度越大，就會有更多的陽離子逆著濃度梯度進入細胞而得到積累。