I. NATURALEZA FISICA DEL PROTOPLASMA.
II. OBJETIVOS
a) Objetivo general
-Conocer y estudiar la naturaleza física del protoplasma.
b) Objetivo específico
-Comprender la diferencia entre una solución verdadera y una solución coloidal.
-Realizar los distintos procesos de suspensión, difusión y ósmosis; y observar los diferentes cambios y el tiempo con el que se producen dichos mecanismos.
III. REVISION LITERARIA
El protoplasma, es el material por el cual están formadas las células y que se ha descrito con la base física de la vida, existe en estado coloidal. La palabra protoplasma fue introducida por Jan Evangelista PurkynA› con cierta impropiedad, a (la sustancia viva de la célula). Plasma es una voz griega que significa formación; para formar el término protoplasma, se antepone a la voz griega plasma, el prefijo griego proto (que significa primero), debe entenderse que el protoplasma es anterior a lo plasmado, a lo ya constituido. Químicamente considerado, el protoplasma se compone de agua y de proteínas, que son compuestos orgánicos cuaternarios, esto es, integrados por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, a los cuales pueden unirse el azufre, el fósforo, etc., y grupos prostéticos diversos.

El protoplasma está formado por las sustancias, en estado coloidal:
-AGUA: 75 a 80% del protoplasma, de funciones estructural, transportadora, termorregulador, disolvente, lubricante
-SALES O ELECTROLITOS: de funcionesestructurales y reguladoras de pH (nivel de acidez): K (Potasio), Mg (Magnesio), P (Fósforo), S (Azufre), Na (Sodio), Cl (Cloro).
-PROTEÍNAS: 10 a 15% del protoplasma, son moléculas orgánicas de diferentes tamaños formadas por aminoácidos, su composición química es de Carbono, Hidrógeno, Oxígeno y Nitrógeno, lo que nos da una cadena de aminoácidos. Sus funciones son Estructurales (uñas, cabello); Hormonal (hormonas, por ejemplo insulina); ENZIMAS: compuestos de proteínas que aumentan la velocidad de una reacción química (catalizador biológico); y de Transporte (transporte de oxígeno)

-CARBOHIDRATOS: que son la fuente de combustible de las células y son moléculas que se componen de Carbono, Hidrógeno y Oxígeno. Sus funciones son almacenar energía para la célula (como fuente primaria) y constituir las paredes celulares.
-LÍPIDOS: GRASA NEUTRA, FOSFOLÍPIDOS, COLESTEROL: que son substancias indisolubles en agua pero solubles en solventes orgánicos. Su composición química también es de C, H y O. Sirven como reserva de energía, de aislante térmico y para formar la membrana celular que le da protección a los órganos y estructuras celulares.
Propiedades fisiológicas
El protoplasma se caracteriza por poseer abundantes propiedades fisiológicas que señalan las funciones de las células. Todas las células vivas muestran estas propiedades. Las funciones de cualquier tipo de célula en particular son expresión directa de una o más de estaspropiedades de su protoplasma. El protoplasma tiene 3 propiedades fisiológicas fundamentales, la irritabilidad, el metabolismo y la reproducción.
La irritabilidad es la capacidad del protoplasma de responder a un estímulo, lo que determina su posibilidad de adaptarse al medio ambiente.
El metabolismo es el proceso fundamental que caracteriza la vida y que comprende todas las reacciones químicas que tienen lugar en una célula. Algunas reacciones metabólicas están relacionadas con la síntesis del protoplasma (anabólicas) y otras intervienen en su desintegración (catabólicas), El metabolismo comprende una serie de procesos funcionales como la digestión, respiración, absorción y excreción.
3.-La reproducción es la formación de nuevas células semejantes a la original, a través de mecanismos división directa o amitosis o división indirecta o mitosis; esta última es la que se observa con más frecuencia en las células animales. Además, existe una forma especial de división celular que ocurre en la etapa de maduración de las células sexuales o gametos, llamada meiosis. (ESTRADA, I. 1995)
SOLUCIÓN O DISOLUCIÓN
Es un sistema disperso homogéneo que resulta de la mezcla de dos o más sustancias, adquiriendo un aspecto estable y uniforme en toda su masa, cuyas partículas no se distinguen a simple vista ni a través del microscopio o del ultramicroscopio. El tamaño de las partículas es menor a 0.001 micras, por lo que se las encuentra al estadomolecular e iónico.
FASES DE UNA SOLUCION: toda solución presenta dos fases; aquella que se halla en menor cantidad se denomina SOLUTO y la que está en mayor cantidad y en la que se dispersan las partículas del soluto se llama SOLVENTE O DISOLVENTE. Tanto el soluto como el solvente pueden encontrarse en estado sólido, liquido o gaseoso por lo general el soluto es un sólido y el disolvente es un liquido.
SOLUCIONES SATURADAS: son aquellas soluciones en las cuales el disolvente ya no puede admitir o disolver más cantidad de soluto, por ejemplo, si a 200cc de agua seguimos añadiendo más cantidad de soluto, llegara un momento en el cual el disolvente ya no podrá seguir disolviendo al soluto.
SUSPENSION: es una mezcla en la que el soluto no está totalmente disgregado en el disolvente, sino dispersado en pequeñas partículas. Así, diferentes gotas pueden tener diferente cantidad de una sustancia en suspensión. Una suspensión presentará turbidez, será traslúcida u opaca.
SOLUCION VERDADERA: Es una mezcla en la que el soluto está totalmente disgregado en el disolvente y no se puede observar el soluto del disolvente es siempre transparente.
SOLUCION COLOIDAL: son sistemas heterogéneos polifásicos, pues contienen al menos dos fases distintas: la dispersa, finamente dividida, y la dispersante. En general, cuando las dispersiones coloidales se encuentran en estado líquido se dice que forman un sol. Si tienen forma consistente poseyendo alguna delas propiedades elásticas o plásticas de los cuerpos sólidos, aunque el medio dispérsame sea líquido se dice que constituyen un gel. El fenómeno de la gelificación puede ser reversible o irreversible. En el primer caso las micelas, una vez separadas del disolvente, pueden ser llevadas nuevamente a su condición de sol, sea por un simple contacto con el medio dispersante o bien con otra sustancia, distinta de éste, en cuyo caso se dice que el coloide es reversible por peptización. Por el contrario, si el gel no puede ser disuelto nuevamente es que ha gelificado en forma irreversible, proceso denominado coagulación y caracterizado por que en él, las micelas se reúnen formando flóculos grandes tal como sucede con la sangre quo contiene coloides circulando en solución (es un sol) pero, en determinadas condiciones y mediante un mecanismo algo complicado, se transforma en un gel irreversible, es decir coagula.
DIFUSIÓN: es el proceso mediante el cual ocurre un flujo de partículas (átomos, iones o moléculas) de una región de mayor concentración a una de menor concentración, provocado por un gradiente de concentración. Si se coloca un terrón de azúcar en el fondo de un vaso de agua, el azúcar se disolverá y se difundirá lentamente a través del agua, pero si no se remueve el líquido pueden pasar semanas antes de que la solución se aproxime a la homogeneidad.
OSMOSIS: es un fenómeno que se produce entre dos soluciones acuosas de diferenteconcentración, separadas por una membrana semi-permeable, en la que la solución más diluida o con menos concentración, empuja al disolvente hacia la solución más concentrada buscando la igualdad entre ambas concentraciones, a temperatura constante. La ósmosis del agua es un fenómeno biológico importante para la fisiología celular de los seres vivos. Cuando la ósmosis es el mecanismo por el cual las sustancias infectadas se difunden por las células, se puede considerar una enfermedad, aunque el virus en sí es la enfermedad, el mecanismo completo va a ser considerado.
Las soluciones poseen una serie de propiedades que las caracterizan
1.-Su composición química es variable.
2.-Las propiedades químicas de los componentes de una solución no se alteran.
3.-Las propiedades físicas de la solución son diferentes a las del solvente puro: la adición de un soluto a un solvente aumenta su punto de ebullición y disminuye su punto de congelación; la adición de un soluto a un solvente disminuye la presión de vapor de este.
Características de los tipos de soluciones
- Están formados por dos componentes: soluto y solvente.
- Las partículas de soluto tienen menor tamaño que en las otras clases de mezclas.
- Presentan una sola fase, es decir, son homogéneas.
- Si se dejan en reposo durante un tiempo, las fases no se separan ni se observa sedimentación, es decir las partículas no se depositan en el fondo del recipiente.
-Son totalmente transparentes,es decir, permiten el paso de la luz.
-Sus componentes se separan por cambios de fase (procedimiento físico)pero no pueden separarse por filtración. (KAPULUZ, F.1998)
COLOIDES: También llamados suspensión coloidal o dispersión coloidal. Son sistemas de tipo físico-químico constituido de dos fases: una normalmente fluida, y otra dispersa en forma de partículas; por lo general solidas, de tamaño intermedio, es decir, partículas que no son apreciables a simple vista, pero mucho más grandes que cualquier molécula.
En muchas ocasiones se confunde a las soluciones con las coloides y quizá la mayor diferencia entre estos dos sistemas es el tamaño de las partículas del soluto, que en el caso de las soluciones es muy pequeño y permite la homogenidad observable y en el caso de los colides es mayor que forma estas dos fases. El nombre de coloide proviene de la raíz griega KOLAS que significa que puede pegarse, por lo que podemos ver coágulos. Algunos ejemplos más notables de los coloides son: el humo, la mayonesa y las gelatinas.
Partes de un coloide
Los coloides están compuestos de dos partes:
1.-La fase dispersa o partículas dispersas: esta fase corresponde al soluto en las soluciones, y está constituida por moléculas sencillas o moléculas gigantes como el almidón. Pueden actuar como partículas independientes o agruparse para formar estructuras mayores y bien organizadas.
2.-La fase de la dispersión o medio dispersante: es lasustancia en la cual las partículas coloidales están distribuidas. Esta fase corresponde al solvente en las soluciones. La leche es un coloide: la grasa constituye las partículas dispersas y el agua es el medio dispersante.
Tipos de coloides Según el estado físico en que se encuentren la tase dispersa y el medio dispersante, los coloides toman diferentes nombres:
Clases de Coloides | Medio Dispersante | Sustancia Dispersa | Ejemplo |
Soles, geles | Líquido | Sólido | pintura, gelatina |
Emulsiones | Líquido | Líquido | Leche, mayonesa, cremas. |
Espumas | Líquido | Gas | Espuma de jabón, crema batida. |
Aerosoles líquidos | Gas | Líquido | neblina, nubes |
Aerosoles sólidos | Gas | Sólido | Humo. |
Espumas sólidas | Sólido | Gas | Caucho |
Emulsiones sólidas | Sólido | Líquido | queso, mantequilla |
Sol sólido | Sólido | sólido | Algunas aleaciones. |
CUADRO # 1 Tipos de coloides.
Importancia de los coloides
1.-Todos los tejidos vivos son coloidales.
2.-El suelo en parte está constituido de una materia coloidal.
3.-Muchos de los alimentos que ingerimos son coloides: el queso, la mantequilla, las sopas claras, las jaleas, la mayonesa, la nata batida, la leche. En la industria, los cauchos, los plásticos, las pinturas, las lacas y los barnices son coloides. En la fabricación de las cerámicas, los plásticos, los textiles, el papel, las películas fotográficas, las tintas,los cementos, las gomas, los cueros, lubricantes, jabones, insecticidas agrícolas, detergentes y en proceso como blanqueo, purificación y flotación de minerales, dependen de la absorción en la superficie de materia coloidal. (BROWN, L.2006)
IV. RESULTADOS Y/O GRAFICOS
SOLUCIÓN VERDADERA
Soluto: sal
Solvente: H2O (agua
Se observa que la sal se disolvió completamente en el agua, esto se debe a que el tamaño de las partículas son muy pequeñas, miden menos que 0.001μm y por ello no se las puede ver por simples medios óptico por lo que han logrado disolverse y no se puede observar el soluto del disolvente.
SUSPENSIÓN
Soluto: harina
Solvente: H2O (agua
Observamos la harina no se disolvió; que cuando dejamos en reposo las partículas de harina se van al fondo del tubo de ensayo y cuando manteníamos agitando el tubo de ensayo las partículas de harina se encontraban en suspensión porque el tamaño de partículas son muy grandes.
SOLUCIÓN COLOIDAL
Soluto: gelatina.
Solvente: agua.
La gelatina al entrar en contacto con cierta cantidad de agua se convierte en un gel en este caso después de 15 min. Esto se explica porque sus partículas tienen dimensiones intermedias entre 0.001- 0.1μm. Al calentar el líquido se forma el estado de sol (un sistema coloidal fluido) con el líquido como dispersante.
A medida que se enfría el sistema, la viscosidad del fluido aumenta y acaba solidificando formando un estado de gel (sistemacoloidal de aspecto sólido).
Cuando calentamos nuevamente vuelve al estado de sol ya que el estado de gel es reversible al estado de sol si se aumenta la temperatura
Los coloides tienen la facilidad de volver a sus estados iniciales.
DIFUSIÓN
Permanganato de potasio (KMnO4) colocamos los cristales de permanganato de potasio en la caja petri y añadimos agua, observamos que los cristales se difunden de una zona de menor concentración a una de mayor concentración hasta llegar a ocupar todo la caja petri y observamos que el agua se tiñe de color purpura.
Es decir hubo un equilibrio de difusión obteniendo las mismas cantidades de agua y de permanganato de potasio (KMnO4).

ÓSMOSIS
ZANAHORIA CON AGUA DESTILADA EN SOLUCION CONCENTRADA DE SAL
Se pudo ver que en el interior de la zanahoria que contenía la cantidad de 40 ml de agua destilada en el lapso de 12 horas solamente se encontró 20 ml de agua destilada. Esto se puede explicar porque en el proceso de ósmosis que es el paso de agua a través de una membrana en este caso de la zanahoria esto dio paso a que en la zanahoria disminuya el volumen de agua destilada y en el frasco de solución concentrada de sal aumento el volumen.
ZANAHORIA CON SOLUCION DE AGUA AZUCARADA EN AGUA DESTILADA
Se pudo ver que en el interior de la zanahoria que contenía 30 ml de solución azucarada en el tiempo de 12 horas se hallaba con 50 ml de solución azucarada. Esto se produjo debido al proceso deósmosis en donde la característica de semipermeable de la membrana (zanahoria) permitió el paso de agua desde el exterior hasta el interior de la zanahoria
Y esto produjo que en la zanahoria aumentara el volumen de solución y en el frasco de agua destilada disminuyera el volumen.
V. CUESTIONARIO
sCUÁL ES EL EFECTO DE LOS CAMBIO DE TEMPERATURA, EN LA ETAPA 3.3 DEL PROCEDIMIENTO?
Al calentar el líquido se forma el estado de sol (un sistema coloidal fluido) con el líquido como dispersante. El estado de sol está bajo condiciones físicas y químicas dadas y puede convertirse en un estado semisólido llamado gel.
A medida que se enfría el sistema, la viscosidad del fluido aumenta y acaba solidificando formando un estado de gel (sistema coloidal de aspecto sólido).
Cuando calentamos nuevamente vuelve al estado de sol ya que el estado de gel es reversible al estado de sol si se aumenta la temperatura.
Este proceso de transformaciones de gel a sol o de sol a gel se lo llama inmersión de fase.
sPOR QUÉ SE UTILIZARON ZANAHORIAS EN LA ETAPA 3.6 DEL PROCEDIMIENTO?
Se utilizaron zanahorias porque estas tienen membranas semipermeables que contiene poros, al igual que cualquier filtro, de tamaño molecular. El tamaño de los poros es tan minúsculo que deja pasar las moléculas pequeñas pero no las grandes (normalmente del tamaño de micras). Por ejemplo, deja pasar las moléculas de agua que son pequeñas, pero no las de azúcar, que son más grandes.El resultado final es que, aunque el agua pasa de la zona de baja concentración a la de alta concentración y viceversa, hay un flujo neto mayor de moléculas de agua que pasan desde la zona de baja concentración a la de alta. Dicho de otro modo: dado suficiente tiempo, parte del agua de la zona sin azúcar habrá pasado a la de agua con azúcar. El agua pasa de la zona de baja concentración a la de alta concentración. Las moléculas de agua atraviesan la membrana semipermeable desde la disolución de menor concentración (disolución hipotónica) a la de mayor concentración (disolución hipertónica). Cuando el trasvase de agua iguala las dos concentraciones, las disoluciones reciben el nombre de isotónicas.
VI. CONCLUSIONES
Conocimos y estudiamos la naturaleza física del protoplasma, comprendiendo así la diferencia entre una solución verdadera y una solución coloidal y realizamos los distintos procesos de suspensión, difusión y ósmosis; observando y entendiendo los diferentes cambios y el tiempo con el que se producen dichos mecanismos.
VII. BIBLIOGRAFIA
-BROWN, L.2006. “CIENCIAS BIOLOGICAS”. 5ta Edición. Editorial Hispanoamericana.
México DF-México. 15 pp.
-ESTRADA, I. 1995. “BIOLOGIA I”. 2da Edición. Editorial Fondo Educativo
Latinoamericano. México DF-México. 9 pp.
-KAPULUZ, F.1998. “QUIMICA GENERAL E INORGANICA”. 1era Edición. Editorial
Castellán. México DF- México. 28, 32 pp.