New User Special Price Expires in

Let's log you in.

Sign in with Facebook


Don't have a StudySoup account? Create one here!


Create a StudySoup account

Be part of our community, it's free to join!

Sign up with Facebook


Create your account
By creating an account you agree to StudySoup's terms and conditions and privacy policy

Already have a StudySoup account? Login here

BSC 116; Final Exam Review

by: Ashley Bartolomeo

BSC 116; Final Exam Review BSC 116

Ashley Bartolomeo
GPA 3.9

Preview These Notes for FREE

Get a free preview of these Notes, just enter your email below.

Unlock Preview
Unlock Preview

Preview these materials now for free

Why put in your email? Get access to more of this material and other relevant free materials for your school

View Preview

About this Document

Everything on the final exam
Principles Biology II
Professor Harris
Study Guide
50 ?




Popular in Principles Biology II

Popular in Biological Sciences

This 27 page Study Guide was uploaded by Ashley Bartolomeo on Monday May 2, 2016. The Study Guide belongs to BSC 116 at University of Alabama - Tuscaloosa taught by Professor Harris in Spring 2016. Since its upload, it has received 54 views. For similar materials see Principles Biology II in Biological Sciences at University of Alabama - Tuscaloosa.

Similar to BSC 116 at UA

Popular in Biological Sciences


Reviews for BSC 116; Final Exam Review


Report this Material


What is Karma?


Karma is the currency of StudySoup.

You can buy or earn more Karma at anytime and redeem it for class notes, study guides, flashcards, and more!

Date Created: 05/02/16
Test 4 Study Guide Chapter 50 Sensory and Motor Mechanics Vocabulary Amplification­ The strengthening of stimulus energy during transduction Cardiac Muscle­ A type of striated muscle that forms the contractile wall of the heart.  Its cells  are joined by intercalated disks that relay the electrical signals underlying each heartbeat Chemoreceptor­ A sensory receptor that responds to a chemical stimulus, such as a solute or an  odorant Chitin­ A structural polysaccharide, consisting of amino sugar monomers, found in many fungal  cell walls and in the exoskeletons of all arthropods Cochlea­ The complex, coiled organ of hearing that contains the organ of Corti Compound Eye­ A type of multifaceted eye in insects and crustaceans consisting of up to several thousand light detecting, focusing ommatidia Cone­ A cone shaped cell in the retina of the vertebrate eye, sensitive to color Cuticle­ (1) A waxy covering on the surface of stems and leaves that prevents desiccation in  terrestrial plants.  (2) The exoskeleton of an arthropod, consisting of layers of protein and chitin  that are variously modified for different functions.  (3) A tough coat that covers the body of a  nematode Electromagnetic Receptor­ A receptor of electromagnetic energy, such as visible light,  electricity, or magnetism Endoskeleton­ A hard skeleton buried within the soft tissues of an animal Eustachian Tube­ The tube that connects the middle ear to the pharynx Exoskeleton­ A hard encasement on the surface of an animal, such as the shell of a mollusk or  the cuticle of an arthropod, that provides protection and points of attachment for muscles Fast Twitch Fiber­ A muscle fiber used for rapid, powerful contractions Fovea­ The place on the retina at the eye’s center of focus, where cones are highly concentrated Gustation­ The sense of taste Hair Cell­ A mechanosensory cell that alters output to the nervous system when hairlike  projections on the cell surface are displaced Hydrostatic Skeleton­ A skeletal system composed of fluid held under pressure in a closed body  compartment; the main skeleton of most cnidarians, flatworms, nematodes, and annelids Intercalated Disk­ A specialized junction between cardiac muscle cells that provides direct  electrical coupling between the cells Iris­ The colored part of the vertebrate eye, formed by the anterior portion of the choroid Lateral Line System­ A mechanoreceptor system consisting of a series of pores and receptor  units along the sides of the body in fishes and aquatic amphibians; detects water movements  made by the animal itself and by other moving objects Lens­ The structure in an eye that focuses light rays onto the photoreceptors Locomotion­ Active motion from place to place Motor Unit­ A single motor neuron and all the muscle fibers it controls Myofibril­ A longitudinal bundle in a muscle cell (fiber) that contains thin filaments of actin and  regulatory proteins and thick filaments of myosin Myoglobin­ An oxygen storing, pigments protein in muscle cells Nociceptor­ A sensory receptor that responds to noxious or painful stimuli; also called a pain  receptor Odorant­ A molecule that can be detected by sensory receptors of the olfactory system Olfaction­ The sense of smell Ommatidium­ One of the facets of the compound eye of arthropods and some polychaete worms Opsin­ A membrane protein bound to a light absorbing pigment molecule Organ of Corti­ The actual hearing organ of the vertebrate ear, located in the floor of the cochlear duct in the inner ear; contains the receptor cells (hair cells) of the ear Oval Window­ In the vertebrate ear, a membrane covered gap in the skull bone, through which  sound waves pass from the middle ear to the inner ear Pain Receptor­ A sensory receptor that responds to noxious or painful stimuli; also called a  nociceptor Penis­ The copulatory structure of male mammals Perception­ The interpretation of sensory system input by the brain Peristalsis­ (1) Alternating waves of contraction and relaxation in the smooth muscles lining the  alimentary canal that push food along the canal. (2) A type of movement on land produced by  rhythmic waves of muscle contractions passing from front to back, as in many annelids Photoreceptor­ An electromagnetic receptor that detects the radiation known as visible light Pupil­ The opening in the iris, which admits light into the interior of the vertebrate eye.  Muscles  in he iris regulate its size Receptor Potential­ An initial response of a receptor cell to a stimulus, consisting of a change in  voltage across the receptor membrane proportional to the stimulus strength Retina­ The innermost layer of the vertebrate eye, containing photoreceptor cells (rods and  cones) and neurons; transmits images formed by the lens to the brain via the optic nerve Retinal­ The light absorbing pigment in rods and cones of the vertebrate eye Rhodopsin­ A visual pigment consisting of retinal and opsin.  Upon absorbing light, the retinal  changes shape and dissociates from the opsin Round Window­ In the mammalian ear, the point of contact where vibrations of the stapes create a traveling series of pressure waves in the fluid of the cochlea Saccule­ In the vertebrate ear, a chamber in the vestibule behind the oval window that  participates in the sense of balance Sarcomere­ The fundamental, repeating unit of striated muscle, delimited by the Z lines Sarcoplasmic Reticulum (SR)­ A specialized endoplasmic reticulum that regulates the calcium  concentration in the cytosol of muscle cells Semicircular Canals­ A three­part chamber of the inner ear that functions in maintaining  equilibrium Sensory Adaptation­ The tendency of sensory neurons to become less sensitive when they are  stimulated repeatedly Sensory Reception­ The detection of a stimulus by sensory cells Sensory Receptor­ A specialized structure or cell that responds to a stimulus from an animal’s  internal or external environment Sensory Transduction­ The conversion of stimulus energy to a change in the membrane potential  of a sensory receptor cell Single­Lens Eye­ The camera like eye found in some jellies, polychaete worms, spiders, and  many molluscs Skeletal Muscle­ A type of striated muscle that is generally responsible for the voluntary  movements of the body Sliding­Filament Model­ The idea that muscle contraction is based on the movement of thin  (actin) filaments along thick (myosin) filaments, shortening the sarcomere, the basic unit of  muscle organization Slot Twitch Fiber­ A muscle fiber that can sustain long contractions Smooth Muscle­  A type of muscle lacking the striations of skeletal and cardiac muscle because  of the uniform distribution of myosin filaments in the cells; responsible for involuntary body  activities Statocyst­ A type of mechanoreceptor that functions in equilibrium in invertebrates by use of  statoliths, which stimulate hair cells in relation to gravity Statolith­ In invertebrates, a dense particle that settles in response to gravity and is found in  sensory organs that function in equilibrium Tastant­ Any chemical that stimulates the sensory receptors in a taste bud Taste Bud­ A collection of modified epithelial cells on the tongue or in the mouth that are  receptors for taste in mammals Test­ In foram protists, a porous shell that consists of a single piece of organic material hardened  with calcium carbonate Tetanus­ The maximal, sustained contraction of a skeletal muscle, caused by a very high  frequency of action potential elicited by continual stimulation Thermoreceptor­ A receptor stimulated by either heat or cold Thick Filament­ A filament composed of staggered arrays of myosin molecules; a component of  myofibrils in muscle fibers Thin Filament­ A filament consisting of two strands of actin and two strands of regulatory  protein coiled around one another; a component of myofibrils in muscle fibers Transmission­ The passage of a nerve impulse alone axons Transverse (T) Tubule­ An infolding of the plasma membrane of skeletal muscle cells Tropomyosin­ The regulatory protein that blocks the myosin binding sites on actin molecules Troponin Complex­ The regulatory proteins that control the position of tropomyosin on the thin  filament Tympanic Membrane­ Another name for the eardrum, the membrane between the outer and  middle ear Key Facts Sensory receptors transduce stimulus energy and transmit signals to the central nervous system  The detections of a stimulus precedes sensory transduction, the change in the membrane potential of a sensory receptor in response to a stimulus.  The resulting receptor  potential controls transmission of action potentials to the CNS, where sensory  information is integrated to generate perceptions.  The frequency of action potentials in  an axon and the number of axons activated determine stimulus strength.  The identity of  the axon carrying the signal encodes the nature or quality of the stimulus.    Mechanoreceptors respond to stimuli such as pressure, touch, stretch, motion, and  sound.  Chemoreceptors detect either total solute concentrations or specific molecules.   Electromagnetic receptors detect different forms of electromagnetic radiation.   Thermoreceptors signal surface and core temperatures of the body.  Pain is detected by  a group of nociceptors that respond to excess heat, pressure or specific class of  chemicals The mechanoreceptors responsible for hearing and equilibrium detect moving fluid or settling  particles  Most invertebrates sense their orientation with respect to gravity by means of statocysts.  Specialized hair cells form the basis for hearing and balance in mammals and for  detection of water movement in fishes and aquatic amphibians.  In mammals, the  tympanic membrane (eardrum) transmits sound waves to bones of the middle ear,  which transmit the waves through the oval window to the fluid in the coiled cochlea of  the inner ear.  Pressure waves in the fluid vibrate the basilar membrane, depolarizing hair  cells and triggering action potentials that travel via the auditory nerve to the brain.   Receptors in the inner ear function in balance and equilibrium The diverse visual receptors of animals depend on light­absorbing pigments  Invertebrates have varied light detectors, including simple light­sensitive eyespots,  image­forming compound eyes, and single­lens eyes. In the vertebrate eye, a single lens  is used to focus light on photoreceptors in the retina.  Both rods and cones contain a  pigment, retinal, bonded to a protein (opsin).  Absorption of light by retinal triggers a  signal transduction pathway that hyperpolarizes the photoreceptors, causing them to  release less neurotransmitter.  Synapses transmit information from photoreceptors to cells that integrate information and convey it to the brain along axons that form the optic nerve The senses of taste and smell rely on similar sets of similar sets of sensory receptors  Taste (gustation) and small (olfaction) depend on stimulation of chemoreceptors by  small dissolved molecules.  In humans, sensory cells in taste buds express a receptor type specific for one of the five taste perceptions: sweet, sour, salty, bitter and umami (elicited by glutamate).  Olfactory receptor cells line the upper part of the nasal cavity.  More than  1,000 genes code for membrane proteins that bind to specific classes of odorants, and  each receptor cell appears to express only one of those genes The physical interaction of protein filaments is required for muscle function  The muscle cells (fibers) of vertebrate skeletal muscle contain myofibrils composed of  thin filaments of (mostly) actin and thick filaments of myosin.  These filaments are  organized into repeating units called sarcomeres.  Myosin heads, energized by the  hydrolysis of ATP, bind to the thin filaments, form cross bridges, and then release upon  binding ATP anew.  As this cycle repeats, the thick and thin filaments slide past each  other, shortening the sarcomere and contracting the muscle fiber  Motor neurons release acetylcholine, triggering action potentials in muscle fibers that  stimulate the release of Ca2+ from the sarcoplasmic reticulum.  When the Ca2+ binds  the troponin complex, tropomyosin moves, exposing the myosin­binding sites on actin  and thus initiating cross­bridge formation.  A motor unit consists of a motor neuron and  the muscle fibers it controls.  A twitch results from one action potential.  Skeletal muscle  fibers are slow­twitch or fast­twitch and oxidative or glycolytic  Cardiac muscle, found in the heart, consists of striated cells electrically connected by  intercalated disks and generate action potentials without input from neurons.  In smooth  muscles, contractions are initiated by the muscles or by stimulation from neurons in the  autonomic nervous system.  Skeletal systems transform muscle contraction into locomotion  Skeletal muscles, often in antagonistic pairs, contract and pull against the skeleton.   Skeletons may be hydrostatic and maintain by fluid pressure, as in worms; hardened into exoskeletons, as in insects; or in the form of endoskeletons, as in vertebrates  Each form of locomotion – swimming, movement on land, or flying – presents a  particular challenge.  For example, swimmers need to overcome friction, but face less of  a challenge from gravity than do animals that move on land or fly Chapter 51 Animal Behavior Vocabulary Altruism­ Selflessness; behavior that reduces an individual’s fitness while increasing the fitness  or another individual Associative Learning­ The acquired ability to associate one environmental feature (such as color) with another (such as danger) Behavior­ Individually, an action carried out by muscles or glands under control of the nervous  system in response to a stimulus; collectively, the sum of an animal’s responses to external and  internal stimuli Behavioral Ecology­ The study of the evolution of and ecological basis for animal behavior Coefficient of Relatedness­ The fraction of genes that, on average, are shared by two individuals Cognition­ The process of knowing that may include awareness, reasoning, recollection and  judgment Cognitive Map­ A neural representation of the abstract spatial relationships between objects in  an animal’s surroundings Cross Fostering Study­ A behavioral study in which the young of one species are placed in the  care of adults from another species Culture­ A system of information transfer through social learning or teaching that influences the  behavior of individuals in a population Fixed Action Pattern­ In animal behavior, a sequence of unlearned acts that is essentially  unchangeable and, once initiated, usually carried to completion Foraging­ The seeking and obtaining of food Game Theory­ An approach to evaluating alternative strategies in situations where the outcome  of a particular strategy depends on the strategies used by other individuals Hamilton’s Rule­ The principle that for natural selection to favor an altruistic act, the benefit to  the recipient, devalued by the coefficient of relatedness, must exceed the cost to the altruist Imprinting­ In animal behavior, the formation at a specific stage in life of a long­lasting  behavioral response to a specific individual or object Inclusive Fitness­ The total effect an individual has on proliferating its genes by producing its  own offspring and by providing aid that enables other close relatives to increase production of  their offspring Innate Behavior­ Animal behavior that is developmentally fixed and under strong genetic  control.  Innate behavior is exhibited in virtually the same form by all individuals in a population despite internal and external environmental differences during development and throughout their  lifetimes Kin Selection­ Natural selection that favors altruistic behavior by enhancing the reproductive  success of relatives Learning­ The modification of behavior as a result of specific experiences Mate Choice Copying­ Behavior in which individuals in a population copy the mate choice of  others, apparently as a result of social learning Migration­ A regular, long distance change in location Monogamous­ Referring to a type of relationship in which one male mates with just one females Optimal Foraging Model­ The basis for analyzing behavior as a compromise between feeding  costs and feeding benefits Pheromone­ In animals and fungi, a small molecule released into the environment that functions  in communication between members of the same species.  In animals, it acts much like a  hormone in influencing physiology and behavior Polygamous­ Referring to a type of relationship in which an individual of one sex mates with  several of the other Problem Solving­ The cognitive activity of devising a method to proceed from one state to  another in the face of real or apparent obstacles Reciprocal Altruism­ Altruistic behavior between unrelated individuals, whereby the altruistic  individual benefits in the future when the beneficiary reciprocates Sign Stimulus­ An external sensory cue that triggers a fixed action pattern by an animal Signal­ In animal behavior, transmission of a stimulus from one animal to another.  The term is  also used in the context of communication in other kinds of organisms and in cell­to­cell  communication in all multicellular organisms Slow Block to Polyspermy­ The formation of the fertilization envelope and other changes in an  egg’s surface that prevent fusion of the egg with more than one sperm.  The slow block begins  about 1 minute after fertilization Social Learning­ Modification of behavior through the observation of other individuals Sociobiology­ The study of social behavior based on evolutionary theory Spatial Learning­ The establishment of a memory that reflects the environment’s spatial structure Twin Study­ A behavioral study in which researchers compare the behavior of identical twins  raised apart with that of identical twins raised in the same households Key Facts Discrete sensory inputs can stimulate both simple and complex behaviors  Behavior is the sum of an animal’s responses to external and internal stimuli.  In  behavior studies, proximate, or “how”, questions focus on the stimuli that trigger a  behavior and on genetic, physiological, and anatomical mechanisms underlying a  behavioral act.  Ultimate, or “why”, questions address evolutionary significance.  A fixed action pattern is a largely invariant behavior triggered by a simple cue known as a sign stimulus.  Migratory movements involve navigation, which can be based on  orientation relative to the sun, the stars, or Earth’s magnetic field.  Animal behavior is  often synchronized to the circadian cycle of light and dark in the environment or to cues  that cycle over the seasons.  The transmission and reception of signals constitute animal communication.  Animals  use visual, auditory, chemical and tactile signals.  Chemical substances called  pheromones transmit species­specific information between members of a species in  behaviors ranging from foraging to courtship. Learning establishes specific links between experience and behavior  Cross­fostering studies can be used to measure the influence of social environment and  experience on behavior  Learning, the modification of behavior as a result of experience can take many forms:  imprinting, cognition, associative learning, social learning and spatial learning Selection for individual survival and reproductive success can explain diverse behaviors  Controlled experiments in the laboratory can give rise to interpretable evolutionary  changes in behavior  An optimal foraging model is based on the idea that natural selection should favor  foraging behavior that minimizes the costs of foraging and maximizes the benefits  Sexual dimorphism correlates with the type of mating relationship between males and  females.  These include monogamous and polygamous mating systems.  Variations in  mating system and mode of fertilization affect certainty of paternity, which in turn has a  significant influence on mating behavior and parental care  Game theory provides a way of thinking about evolution in situations where the fitness of a particular behavioral phenotype is influenced by other behavioral phenotypes in the  population Genetic analyses and the concept of inclusive fitness provide a basis for studying the evolution  of behavior  Genetic studies in insects have revealed the existence of master regulatory genes that  control behaviors.  Within the underlying hierarchy, multiple genes influence specific  behaviors, such s a courtship song.  Research on voles has revealed that variation in a  single gene can determine differences in complex behaviors involved in both mating and  parenting  When behavioral variation within a species correlates with variation in environmental  conditions, it may be evidence of past evolution.  Field and laboratory studies have  documented the genetic basis for a change in migratory behavior of certain birds and  revealed behavioral differences in snakes that correlate with geographic variation in prey  availability.  Altruism can be explained by the concept of inclusive fitness, the total effect an  individual has on proliferating its genes by producing its own offspring and by providing  aid that enables close relatives to produce offspring.  The coefficient of relatedness and  Hamilton’s rule provide a way of measuring the strength of the selective forces favoring  altruism against the potential cost of the “selfless” behavior.  Kin selection favors  altruistic behavior by enhancing the reproductive success of relatives.   Chapter 52 An Introduction to Ecology and the Biosphere Vocabulary Abiotic­ Nonliving; referring to the physical and chemical properties of an environment Abyssal Zone­ The part of the ocean’s benthic zone between 2,000 and 6,000 m deep Aphotic Zone­ The part of an ocean or lake beneath the photic zone, where light does not  penetrate sufficiently for photosynthesis to occur Benthic Zone­ The bottom surface of an aquatic environment Benthos­ The communities of organisms living in the benthic zone of an aquatic biome Biome­ Any of the world’s major ecosystem types, often classified according to the predominant vegetation for terrestrial biomes and the physical environment for aquatic biomes and  characterized by adaptations of organisms to that particular environment Biosphere­ The entire portion of Earth inhabited by life; the sum of all the planet’s ecosystems Biotic­ Pertaining to the living factors – the organisms – in an environment Canopy­ The uppermost layer of vegetation in a terrestrial biome Chaparral­ A scrubland biome of dense, spiny evergreen shrubs found at midlatitudes along  coasts where cold ocean currents circulate offshore; characterized by mild, rainy winters and  long, hot, dry summers Climate­ The long­term prevailing weather conditions at a given place Climograph­ A plot of the temperature and precipitation in a particular region Community Ecology­ The study of how interactions between species affect community structure  and organization Coral Reef­ Typically a warm­water, tropical ecosystem dominated by the hard skeletal  structures secreted primarily by corals.  Some coral reefs also exist in cold, deep water Deep Sea Hydrothermal Vent­ A dark, hot, oxygen­deficient environment associated with  volcanic activity on or near the seafloor.  The produces in a vent community are  chemoautotrophic prokaryotes Depolarization­ A change in a cell’s membrane potential such that the inside of the membrane is  made less negative relative to the outside.  For example, a neuron membrane is depolarized if a  stimulus decreases its voltage from the resting potential of ­70 mV in the direction of zero  voltage Desert­ A terrestrial biome characterized by very low precipitation Detritus­ Dead organic matter Dispersal­ The movement of individuals or gametes away from their parent location.  This  movement sometimes expands the geographic range of a population or species Disturbance­ A natural or human caused event that changes a biological community and usually  removes organisms from it.  Disturbances, such as fires and storms, play a pivotal role in  structuring many communities. Ecology­ The study of how organisms interact with each other and their environment Ecosystem­ All the organisms in a given area as well as the abiotic factors with which they  interact; one or more communities and the physical environment around them Ecosystem Ecology­ The study of energy flow and the cycling of chemicals among the various  biotic and abiotic components in an ecosystem Ecotone­ The transition from one type of habitat or ecosystem to another, such as the transition  from a forest to a grassland Estuary­ The area where a freshwater stream or river merges with the ocean Eutrophic Lake­ A lake that has a high rate of biological productivity supported by a high rate of  nutrient cycling Global Ecology­ The study of the functioning and distribution of organisms across the biosphere  and how the regional exchange of energy and materials affects them Intertidal Zone­ The shallow zone of the ocean adjacent to land and between the high­ and low­ tide lines Landscape­ An area containing several different ecosystems linked by exchanges of energy,  materials and organisms Landscape Ecology­ The study of how the spatial arrangement of habitat types affects the  distribution and abundance of organisms and ecosystem processes Limnetic Zone­ In a lake, the well­lit, open surface waters far from shore Littoral Zone­ In a lake, the shallow, well­lit waters close to shore Macroclimate­ Large­scale patterns in climate; the climate of an entire region Marine Benthic Zone­ The ocean floor Microclimate­ Climate patterns on a very fine scale, such as the specific climatic conditions  underneath a log Neritic Zone­ The shallow region of the ocean overlying the continental shelf Northern Coniferous Forest­ A terrestrial biome characterized by long, cold winters and  dominated by cone­bearing trees Oceanic Pelagic Zone­ Most of the ocean’s waters far from shore, constantly mixed by ocean  currents Oligotrophic Lake­ A nutrient­poor, clear lake with few phytoplankton Organismal Ecology­ The branch of ecology concerned with the morphological, physiological  and behavioral ways in which individual organisms meet the challenges posed by their biotic and abiotic environments Pelagic Zone­ The open­water component of aquatic biomes Photic Zone­ The narrow top layer of an ocean or lake, where light penetrates sufficiently for  photosynthesis to occur Population­ A group of individuals of the same species that live in the same area and interbreed,  producing fertile offspring Population Ecology­ The study of populations in relation to their environment, including  environmental influences on population density and distribution, age structure and variations in  population size Savanna­ A tropical grassland biome with scattered individual trees and large herbivores and  maintained by occasional fires and droughts Temperate Broadleaf Forest­ A biome located throughout midlatitude regions where there is  sufficient moisture to support the growth or large, broadleaf deciduous trees Temperate Grassland­ A terrestrial biome that exists at midlatitude regions and is dominated by  grasses and forbs Thermocline­ A narrow stratum of abrupt temperature changes in the ocean and in many  temperate­zone lakes Tropical Dry Forest­ A terrestrial biome characterized by relatively high temperatures and  precipitation overall but with a pronounced dry season Tropical Rain Forest­ A terrestrial biome characterized by relatively high precipitation and  temperatures year round Tropics­ Latitudes between 23.5 north and south Tundra­ A terrestrial biome at the extreme limits of plant growth.  At the northernmost limits, it  is called the arctic tundra, and at high altitudes, where plant forms are limited to low shrubby or  matlike vegetation, it called alpine tundra Turnover­ The mixing of waters as a result of changing water temperature profiles in a lake Wetland­ A habitat that in inundated by water at least some of the time and that supports plants  adapted to water saturated soil Key Facts Earth’s climate varies by latitude and season and is changing rapidly  Global climate patterns are largely determined by the input of solar energy and Earth’s  revolution around the sun  The changing angle of the sun over the year, bodies or water, and mountains exert  seasonal, regional and local effects on macroclimate  Fine scale differences in abiotic (nonliving) factors, such as sunlight and temperature,  determine microclimate  Increasing greenhouse gas concentrations in the air are warming Earth and altering the  distributions of many species.  Some species will not be able to shift their ranges quickly  enough to reach suitable habitat in the future The structure and distribution of terrestrial biomes are controlled by climate and disturbance  Climographs show that temperature and precipitation are correlated with biomes.   Because other factors also play roles in biomes location, biomes overlap  Terrestrial biomes are often named for major physical or climatic factors and for their  predominant vegetation.  Vertical layering is an important feature of terrestrial biomes.  Disturbance, both natural and human induced, influences the type of vegetation found in biomes.  Humans have altered much of Earth’s surface, replacing the natural terrestrial  communities with urban and agricultural ones  The pattern of climatic variation is as important as the average climate in determining  where biomes occur Aquatic biomes are diverse and dynamic systems that cover most of Earth  Aquatic biomes are characterized primarily by their physical environment rather than by  climate and are often layered with regard to light penetration, temperature and  community structure.  Marine biomes have a higher salt concentration than freshwater  biomes  In the ocean and in most lakes, an abrupt temperature change called a thermocline  separates a more uniformly warm upper layer form more uniformly cold deeper waters  Many temperate lakes undergo a turnover or mixing of water in spring and fall that  sends deep, nutrient rich water to the surface and shallow, oxygen rich water to deeper  layers Chapter 53 Population Ecology Vocabulary Age Structure­ The relative number of individuals of each age in a population Carrying Capacity­ The maximum population size that can be supported by the available  resources, symbolized as K Cohort­ A group of individuals of the same age in a population Demographic Transition­ In a stable population, a shift from high birth and death rates to low  birth and death rates Demography­ The study of changes over time in the vital statistics of populations, especially  birth rates and death rates Density­ The number of individuals per unit area or volume Density Independent­ Referring to any characteristic that is not affected by population density Dispersion­ The pattern of spacing among individuals within the boundaries of a population Ecological Footprint­ The aggregate land and water area required by a person, city, or nation to  produce all of the resources it consumes and to absorb all of the wastes it generates Ecological Niche (Nich)­ The sum of a species’ use of the biotic and abiotic resources in its  environment Emigration­ The movement of individuals out of a population Exponential Population Growth­ Growth of a population in an ideal, unlimited environment,  represented by a J­shaped curve when population size is plotted over time Immigration­ The influx of new individuals into a population from other areas Iteroparity­ Reproduction in which adults produce offspring over many years; also called  repeated reproduction K Selection­ Selection for life history traits that are sensitive to population density; also called  density­dependent selection Life History­ The traits that affect an organism’s schedule of reproduction and survival Life Table­ An age specific summary of the survival pattern of a population Logistic Population Growth­ Population growth that levels off as population size approaches  carrying capacity Mark Recapture Method­ A sampling technique used to estimate the size of animal populations Metapopulation­ A group of spatially separated populations of one species that interact through  immigration and emigration Population­ A group of individuals of the same species that live in the same area and interbreed,  producing fertile offspring Population Dynamics­ The study of how complex interactions between biotic and abiotic factors  influence variations in population size Reproductive Table­ An age specific summary of the reproductive rates in a population R Selection­ Selection for life history traits that maximize reproductive success in uncrowded  environments; also called density­independent selection  Semelparity­ Reproduction in which an organism produces all of its offspring in a single event;  also called big band reproduction Survivorship Curve­ A plot of the number of members of a cohort that are still alive at each age;  one way to represent age specific mortality Sympathetic Division­ One of three divisions of the autonomic nervous system; generally,  increases energy expenditure and prepares the body for action Territoriality­ A behavior in which an animal defends a bounded physical space against  encroachment by other individuals, usually of its own species Zero Population Growth (ZPG)­ A period of stability in population size, when additions to the  population through births and immigration are balanced by subtractions through deaths and  emigration Key Facts Biological processes influence population density, dispersion and demographics  Population density – the number of individuals per unit area or volume – reflects the  interplay of births, deaths, immigration, and emigration.  Environmental and social  factors influence the dispersion of individuals  Populations increase from births and immigration and decrease from deaths and  emigration.  Life tables, survivorship curves, and reproductive tables summarize  specific trends in demography The exponential model describes population growth in an idealized, unlimited environment  If immigration and emigration are ignored, a population’s growth rate (the per capita rate  of increase) equals its birth rate minus its death rate  The exponential growth equation dN/dt = rN represents a population’s growth when  resources are relatively abundant, where r is the instantaneous per capita rate of increase  and N is the number of individuals in the population The logistic model describes how a population grows more slowly as it nears its carrying  capacity  Exponential growth cannot be sustained for long in any population.  A more realistic  population model limits growth by incorporating carrying capacity (K), the maximum  population size the environment can support  According to the logistic growth equation dN/dt = rN (K­N)/K, growth levels off as  population size approaches the carrying capacity  The logistic model fits few populations perfectly, but it is useful for estimating possible  growth Life history traits are products of natural selection  Life history traits are evolutionary outcomes reflected in the development, physiology  and behavior of organisms  Big bang, or semelparous organisms reproduce once and die.  Iteroparous organisms  produce offspring repeatedly  Life history traits such as brood size, age at maturity, and parental caregiving represents  trade­offs between conflicting demands for time, energy, and nutrients.  Two hypothetical life history patterns are K selection, or density­dependent selection, and r selection, or  density­independent selection Many factors that regulate population growth are density dependent  In density dependent population regulation, death rates rise and birth rates fall with  increasing density.  In density independent population regulation, birth and death rates  do not vary with density  Density dependent changes in birth and death rates curb population increase through  negative feedback and can eventually stabilize a population near its carrying capacity.   Density dependent limiting factors include intraspecific competition for limited food or  space, increased predation, disease, intrinsic physiological factors and buildup of toxic  substances  Because changing environmental conditions periodically disrupt them, all populations  exhibit some size fluctuations.  Many populations undergo regular boom­and­bust cycles  that are influenced by complex interactions between biotic and abiotic factors.  A  metapopulation is a group of populations linked by immigration and emigration The human population is no longer growing exponentially but is still increasing rapidly  Since about 1650, the global human population has grown exponentially, but within the  last 50 years, the rate of growth has fallen by half.  Differences in age structure show  that while some nations’ populations are growing rapidly, those of others are stable or  declining in size.  Infant mortality rates and life expectancy at birth vary widely in  different countries.   Ecological footprint is the aggregate land and water area needed to produce all the  resources a person or group of people consume and to absorb all of their wastes.  It is one measure of how close we are to the carrying capacity of Earth, which is uncertain.  With  a world population of more than 7 billion people, we are already using many resources in  an unsustainable manner Chapter 54 Community Ecology Vocabulary Aposematic Coloration­ The bright warning coloration of many animals with effective physical  or chemical defenses Batesian Mimicry­ A type of mimicry in which a harmless species looks like a species that is  poisonous or otherwise harmful to predators Biomanipulation­ An approach that applies the top­down model of community organization to  alter ecosystem characteristics. For example, ecologists can prevent algal blooms and  eutrophication by altering the density of higher­level consumers in lakes instead of by using  chemical treatments. Biomass­ The total mass of organic matter comprising a group of organisms in a particular  habitat Bottom Up Model­ A model of community organization in which mineral nutrients influence  community organization by controlling plant of phytoplankton numbers, which in turn control  herbivore numbers, which in turn control predator numbers Character Displacement­ The tendency for characteristics to be more divergent in sympatric  populations of two species than in allopatric populations of the same two species Commensalism­ A symbiotic relationship in which one organism benefits but the other is neither  helped nor harmed Competitive Exclusion­ The concept that when populations of two similar species compete for  the same limited resources, one population will use the resources more efficiently and have a  reproductive advantage that will eventually lead to the elimination of the other population. Cryptic Coloration­ Camouflage that makes a potential prey difficult to spot against its  background Disturbance­ A natural or human caused event that changes a biological community and usually  removes organisms from it.  Disturbances, such as fires and storms, play a pivotal role in  structuring many communities Dominant Species­ A species with substantially higher abundance or biomass than other species  in a community.  Dominant species exert a powerful control over the occurrence and distribution  of other species Ecological Succession­ Transition in the species composition of a community following a  disturbance; establishment of a community in an area virtually barren of life Ecosystem Engineer­ An organism that influences community structure by causing physical  changes in the environment Ectoparasite­ A parasite that feeds on the external surface of a host Endoparasite­ A parasite that lives within a host Energetic Hypothesis­ The concept that the length of a food chain is limited by the inefficiency  of energy transfer along the chain Evapotranspiration­ The total evaporation of water from an ecosystem, including water  transpired by plants and evaporated from a landscape, usually measured in millimeters and  estimated for a year Facilitation­ An interaction in which one species has a positive effect on the survival and  reproduction of another species without the intimate association of a symbiosis Food Chain­ The pathway along which food energy is transferred form trophic level to trophic  level, beginning with producers Food Web­ The interconnected feeding relationships in an ecosystem Herbivory­ An interaction in which an organism eats part of a plant of alga Intermediate Disturbance Hypothesis­ The concept that moderate levels of disturbance can foster greater species diversity than low or high levels of disturbance Interspecific Competition­ Competition for resources between individuals of two or more species when resources are in short supply Interspecific Interaction­ A relationship between individuals of two or more species in a  community Invasive Species­ A species, often introduced by humans, that takes hold outside its native range Keystone Species­ A species that is not necessarily abundant in a community yet exerts strong  control on community structure by the nature of its ecological role or niche Mullerian Mimicry­ Reciprocal mimicry by two unpalatable species Mutualism­ A symbiotic relationship in which both participants benefit Nonequilibrium Model­ A model that maintains that communities change constantly after being  buffeted by disturbances Parasite­ An organism that feeds on the cell contents, tissues, or body fluids of another species  (the host) while in or on the host organism.  Parasites harm but usually do not kill their host Predation­ An interaction between species in which one species, the predator, eats the other, the  prey Primary Succession­ A type of ecological succession that occurs in an area where there were  originally no organisms present and where soil has not yet formed Production Efficiency­ The percentage of energy stored in assimilated food that is not used for  respiration or eliminated as waste Relative Abundance­ The proportional abundance of different species in a community Resource Partitioning­ The division of environmental resources by coexisting species such that  the niche of each species differs by one or more significant factors from the niches of all  coexisting species Secondary Succession­ A type of succession that occurs where an existing community has been  cleared by some disturbance that leaves the soil or substrate intact Shannon Diversity­ An index of community diversity symbolized by H and represented by the  equation H = −(p  An p A+ p Bln p B p Cln p C+ . . .), where A, B, C . . . are species, p is the  relative abundance of each species, and ln is the natural logarithm. Species Diversity­ The number and relative abundance of species in a biological community Species Richness­ The number of species in a biological community Species Area Curve­ The biodiversity pattern that shows that the larger the geographic area of a  community is, the more species it has Symbiosis­ An ecological relationship between organisms of two different species that live  together in direct and intimate contact Top Down Model­ A model of community organization in which predation influences  community organization by controlling herbivore numbers, which in turn control plant of  phytoplankton numbers, which in turn control nutrient levels; also called the trophic cascade  model Trophic Structure­ The different feeding relationships in an ecosystem, which determine the  route of energy flow and the pattern of chemical cycling Vector­ An organism that transmits pathogens from one host to another Key Facts Community interactions are classified by whether they help, harm or have no effect on the  species involved  A variety of interspecific interactions affect the survival and reproduction or the species that engage in them.  These interactions include interspecific competition, predation,  herbivory, symbiosis and facilitation  Competitive exclusion states that two species competing for the same resource cannot  coexist permanently in the same place.  Resource partitioning is the differentiation of  ecological niches that enables species to coexist in a community Interspecific Interaction Description Interspecific competition (­/­) Two or more species compete for a resource  that is in short supply Predation (+/­) One species, the predator, kills and eats the  other, the pray.  Predation has led to diverse  adaptations, including mimicry Herbivory (+/­) An herbivore eats part of a plant of alga Symbiosis Individuals of two or more species live in  close contact with one another.  Symbiosis  includes parasitism, mutualism and  commensalism Parasitism (+/­) The parasite derives its nourishment from a  second organism, its host, which is harmed Mutualism (+/+) Both species benefit from the interaction Commensalism (+/0) One species benefits from the interaction,  while the other is unaffected by it Facilitation (+/+ or 0/+) Species have positive effects on the survival  and reproduction of other species without the  intimate contact of a symbiosis Diversity and trophic structure characterize biological communities  Species diversity measures the number of species in a community – its species richness  – and their relative abundance  More diverse communities typically produce more biomass and show less year­to­year  variation in growth than less diverse communities and are more resistant to invasion by  exotic species  Trophic structure is a key factor in community dynamics.  Food chains link the trophic  levels from producers to top carnivores.  Branching food chains and complex trophic  interactions from food webs  Dominant species are the most abundant species in a community.  Keystone species are  usually less abundant species that exert a disproportionate influence on community  structure  The bottom up model proposes a unidirectional influence from lower to higher trophic  levels, in which nutrients and other abiotic factors primarily determine community  structure.  The top down model proposes that control of each trophic level comes from  the trophic level above, with the result that predators control herbivores, which in turn  control primary producers Disturbance influences species diversity and composition  Increasing evidence suggest that disturbance and lack of equilibrium, rather than  stability and equilibrium, are the norm for most communities.  According to the  intermediate disturbance hypothesis, moderate levels of disturbance can foster higher  species diversity than can low or high levels of disturbance  Ecological succession is the sequence of community and ecosystem changes after a  disturbance.  Primary succession occurs where no soil exists when succession begins;  secondary succession begins in an area where soil remains after a disturbance Biogeographic factors affect community diversity  Species richness generally declines along a latitudinal gradient from the trophics to the  poles.  The greater are of tropical environments may account for their greater species  richness  Species richness is directly related to a community’s geographic size, a principle  formalized in the species­area curve  Species richness on islands depends on island size and distance from the mainland.  The  island equilibrium model maintains that species richness on an ecological island reaches  an equilibrium where new immigrants are balanced by extinctions Pathogens alter community structure locally and globally  Recent work has highlighted the role that pathogens play in structuring terrestrial and  marine communities  Zoonotic pathogens are transferred from other animals to humans and cause the largest  class of emerging human diseases.  Community ecology provides the framework for  identifying key species interactions associated with such pathogens and for helping us  track and control their spread Chapter 55 Ecosystems and Restoration Ecology Vocabulary Biogeochemical Cycle­ Any of the various chemical cycles, which involve both biotic and  abiotic components of ecosystems Biological Augmentation­ An approach to restoration ecology that uses organisms to ass  essential materials to a degraded ecosystem Bioremediation­ The use of organisms to detoxify and restore polluted and degraded ecosystems Decomposer­ An organism that absorbs nutrients from nonliving organic material such as  corpses, fallen plant material, and the wastes of living organisms and converted them to  inorganic forms; a detritivore Detritivore­ A consumer that derives its energy and nutrients from nonliving organic material  such as corpses, fallen plant material and the wastes of living organisms; a decomposer Detritus­ Dead organic matter Ecosystem­ All the organisms in a given area as well as the abiotic factors with which they  interact; one or more communities and the physical environment around them Eutrophication­ A process by which nutrients, particularly phosphorus and nitrogen, become  highly concentrated in a body of water, leading to increased growth of organisms such as algae  or cyanobacteria Gross Primary Production (GPP)­ The total primary production of an ecosystem Law of Conservation of Mass­ A physical law stating that matter can change form but cannot be  created or destroyed.  In a closed system, the mass of the system is constant Limiting Nutrient­ An element that must be added for production to increase in a particular area Net Ecosystem Production (NEP)­ The gross primary production of an ecosystem minus the  energy used by all autotrophs and heterotrophs for respiration Primary Consumer­ An herbivore; an organism that eats plants or other autotrophs Primary Producer­ An autotroph, usually a photosynthetic organism.  Collectively, autotrophs  make up the trophic level of an ecosystem that ultimately supports all other levels Primary Production­ The amount of light energy converted to chemical energy (organic  compounds) by the autotrophs in an ecosystem during a given time period Producer­ An organism that produces organic compounds from CO2 by harnessing light energy  (in photosynthesis) or by oxidizing inorganic chemicals (in chemosynthetic reactions carried out  by some prokaryotes) Secondary Consumer­ A carnivore that eats herbivores Secondary Production­ The amount of chemical energy in consumer’s food that is converted to  their own new biomass during a given time period Tertiary Consumer­ A carnivore that eats other carnivores Trophic Efficiency­ The percentage of production transferred from one trophic level to the next  higher trophic level Turnover Time­ The time required to replace the standing crop of a population or group of  populations calculated as the ratio of standing crop to production Zoonotic Pathogen­ A disease­causing agent that is transmitted to humans from other animals Key Facts Physical laws govern energy flow and chemical cycling in ecosystems  An ecosystem consists of all the organisms in a community and all the abiotic factors  with which they interact.  The laws of physics and chemistry apply to ecosystems,  particularly regarding the conservation of energy.  Energy is conserved but degraded to  heat during ecosystem processes.  Chemical elements enter and leave an ecosystem and cycle within it, subject to the law of conservation of mass.  Inputs and outputs are generally small compared to recycled  amounts, but their balance determines whether the ecosystem gains or loses and element  over time. Energy and other limiting factors control primary production in ecosystems  Primary production sets the spending limit for the global energy budget.  Gross  primary production is the total energy assimilated by an ecosystem in a given period.   Net primary production, the energy accumulated in autotroph biomass, equals gross  primary production minus the energy used by the primary producers for respiration.  Net  ecosystem production is the total biomass accumulation of an ecosystem, defined as the  difference between gross primary production and total ecosystem respiration  In aquatic ecosystems, light and nutrients limit primary production.  In terrestrial  ecosystems, climatic factors such a temperature and moisture affect primary production at large scales, but a soil nutrient if often the limiting factor locally.  Energy transfer between trophic levels is typically only 10% efficient  The amount of energy available to each trophic level is determined by the net primary  production and the production efficiency, the efficiency with which food energy is  converted to biomass at each link in the food chain  The percentage of energy transferred from one trophic level to the next, called trophic  efficiency, is typically 10%.  Pyramids of net production and biomass reflect low trophic  efficiency Biological and geochemical processes cycle nutrients and water in ecosystems  Water moves in a global cycle driven by solar energy.  The carbon cycle primarily  reflects the reciprocal processes of photosynthesis and cellular respiration.  Nitrogen  enters ecosystems through atmospheric deposition and nitrogen fixation by prokaryotes  The proportion of a nutrient in a particular form and its cycling in that form vary among  ecosystems, largely because of the differences in the rate of decomposition  Nutrient cycling is strongly regulated by vegetation.  The Hubbard Brook case study  showed that logging increases water runoff and can cause large losses of minerals Restoration ecologists return degraded ecosystems to a more natural state  Restoration ecologists harness organisms to detoxify polluted ecosystems through 


Buy Material

Are you sure you want to buy this material for

50 Karma

Buy Material

BOOM! Enjoy Your Free Notes!

We've added these Notes to your profile, click here to view them now.


You're already Subscribed!

Looks like you've already subscribed to StudySoup, you won't need to purchase another subscription to get this material. To access this material simply click 'View Full Document'

Why people love StudySoup

Jim McGreen Ohio University

"Knowing I can count on the Elite Notetaker in my class allows me to focus on what the professor is saying instead of just scribbling notes the whole time and falling behind."

Jennifer McGill UCSF Med School

"Selling my MCAT study guides and notes has been a great source of side revenue while I'm in school. Some months I'm making over $500! Plus, it makes me happy knowing that I'm helping future med students with their MCAT."

Bentley McCaw University of Florida

"I was shooting for a perfect 4.0 GPA this semester. Having StudySoup as a study aid was critical to helping me achieve my goal...and I nailed it!"


"Their 'Elite Notetakers' are making over $1,200/month in sales by creating high quality content that helps their classmates in a time of need."

Become an Elite Notetaker and start selling your notes online!

Refund Policy


All subscriptions to StudySoup are paid in full at the time of subscribing. To change your credit card information or to cancel your subscription, go to "Edit Settings". All credit card information will be available there. If you should decide to cancel your subscription, it will continue to be valid until the next payment period, as all payments for the current period were made in advance. For special circumstances, please email


StudySoup has more than 1 million course-specific study resources to help students study smarter. If you’re having trouble finding what you’re looking for, our customer support team can help you find what you need! Feel free to contact them here:

Recurring Subscriptions: If you have canceled your recurring subscription on the day of renewal and have not downloaded any documents, you may request a refund by submitting an email to

Satisfaction Guarantee: If you’re not satisfied with your subscription, you can contact us for further help. Contact must be made within 3 business days of your subscription purchase and your refund request will be subject for review.

Please Note: Refunds can never be provided more than 30 days after the initial purchase date regardless of your activity on the site.