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

Unit 1 Study Guide

by: David Edwards

Unit 1 Study Guide BIO 204

Marketplace > MiraCosta College > Biology > BIO 204 > Unit 1 Study Guide
David Edwards
MiraCosta College
GPA 3.75

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

For the Final
Metabolic Biochemistry
S. Bailey
Study Guide
50 ?




Popular in Metabolic Biochemistry

Popular in Biology

This 14 page Study Guide was uploaded by David Edwards on Wednesday May 18, 2016. The Study Guide belongs to BIO 204 at MiraCosta College taught by S. Bailey in Spring 2016. Since its upload, it has received 70 views. For similar materials see Metabolic Biochemistry in Biology at MiraCosta College.

Similar to BIO 204 at MiraCosta College


Reviews for Unit 1 Study Guide


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: 05/18/16
Valence shell in a polar molecule to the   Usually a solid that is  is bonded to 4 different   The outermost energy level  opposite partial charge of  dissolved or added to a  atomic groups an atom in a separate  Enantiomer of an atom where electrons  solvent or liquid of some  orbit molecule kind  Stereo Isomer where  Electronegativity  Solvent  molecules with the same   The measurement of an  Dispersion Forces  Usually a liquid (water) that  molecular formula but  cannot be transposed on  atoms ability, in comparison  Attractive forces that occur  can have a solute or solid  to other atoms in a  between molecules when  dissolved in it one another because they  molecule, to pull electrons  they are close enough  are mirror images towards it, causing those  together because at any   Identical phys/chem  time a molecule may have  properties except when  electrons to orbit the atom  Hydration Shell with higher EN more of the  a higher concentration of   The sphere of water that  exposed to plain light.  One  time electrons in one region,  surrounds ions of a solute  will rotate one direction, the Ionic Compound attracting it to the region of  being dissolved. other will rotate the  another molecule where  opposite at same degree.  A combination of elements  Hydrophilic  formed from two ions (atom electrons may not be as   Any substance that can   Referred to as L&D isomers loses e­, atom gains e­)  concentrated at the  interact with water Hydroxyl  attracting eachother moment. Hydrophobic   Functional group of atoms  Covalent Compound  Cohesion with an Oxygen bonded to   Substances that are   A combination of two   The linkages of water  nonionic and nonpolar  a Hydrogen that is  elements formed from two  molecules because of the  (cannot form hydrogen  connected to an R group  atoms with open space in  hydrogen bonds that form  bonds) that repel water (rest of the molecule) their valences shells  between partially positive  Carbonyl Amphipathic  sharing e­ hydrogen of one molecule   Have both hydrophobic and  Functional group of atoms  Molecule  and partially negative  hydrophilic regions on a  with carbon double bonded   A single structure made up  oxygen of the next  molecule to oxygen, single bonded to of two or more atoms molecule hydrogen, and the R group Adhesion  Acid Polar Covalent Bond   A substance that increases  Aldehyde  A bond where e­ are shared  Clinging of molecules to  the hydrogen ion   If carbonyl group is at the  between two atoms with e­  another object by hydrogen  concentration of a solution end of a carbon chain bonds Ketone density focused around one Specific Heat Base  atom more than the other  A substance that reduces   If carbonyl group is in the  Dipole   The amount of heat that  hydrogen ion concentration  middle of a carbon chain  A condition of a molecule  must be absorbed or lost  of solution sometimes by  Carboxyl for 1g of that substance to  where two polar bonds  change its temperature by  increasing hydroxide ion   Functional group of atoms  occur and the slightly  concentration with Carbon double bonded positive charges of that  1c Buffer  to an oxygen atom and  molecule push towards or  Kinetic Energy  A substance that minimizes single bonded to a hydroxyl away from eachother  The energy of motion,  group.  Group is ionic if it  changes in the  Non­polar Covalent Bond usually related to particle  concentrations of H+ and  loses a Hydrogen (p+)  A bond where e­ are shared movement.  Faster  OH­ in a solution.  Accepts  Amino between two atoms with no  movement means, higher  H+ ions from solution when   Functional group of atoms  kinetic energy, means  distinction between where  increase in temperature they are in excess and  with Nitrogen bonded to 2  the e­ density is most of the donates H+ when depleted hydrogen atoms.  Group is  time Temperature  Structural Isomer positive if it gains a  Ionic Bond  Average kinetic energy in a   A molecule with the same  hydrogen (p+) body of matter regardless  Phosphate   The connection formed  formula as another but with  between two atoms when  of volume different covalent   Functional group of atoms  one atom loves an e­ and  Heat  connectivity causing  with phosphorus covalently  the other gains it  The transfer of thermal  different physical/chem  bonded to 4 oxygen atoms  Anion  energy from one body of  (one double bonded)  properties  Atom of an element that  matter to another Cis/Trans (Geometric) Isomer Contains to full negative  gained e­ in an ionic bond Calorie   A stereo isomer where one  charges making group ionic Cation   Amount of energy required  molecule has two atoms on   Found in subunits of DNA  to raise 1g of water by 1c Methyl   The atom of an element  the same side (Cis) and the that lost an e­ in an ionic  Solution other has the same atoms   Functional group of atoms  bond  The combination of a solute but opposite each other on  with carbon bonded to 3  Hydrogen Bond being dissolved in a solvent the molecule (Trans) hydrogen atoms and R  in a specific ratio group  The force of attraction  Chirality between a hydrogen atom  Solute   When an atom (usually C)  Sulfhydryl  Functional group of atoms   Amylose is a polymer that  which contributes to  serine, or inositol) with sulfur bonded to  exists as a single chain with specificity of molecular   Amphipathic molecule  hydrogen atom no sugar groups branching  interactions o “head” contains   Slightly polar and can  off the main chain Glucose  phosphate and glycerol is  undergo oxidation reactions  Amylopectin is similar but   6 carbon monosaccharide  hydrophilic/polar to yield disulfide bonds does have sugar branching  used for energy when  o “tail” contains 1 saturated   Disulfide bonds found in  about every 20 units bond with another glucose  and 1 unsaturated fat is  proteins used to stabilize Glycogen  is broken via dehydration  hydrophobic/non­polar Dehydration Synthesis  The starch that exists in  synthesis  component of bilayer in cell   Enzymatic combination of  animals with more frequent  Hexose  membrane that creates  molecules that causes the  sugar branching (about   6 carbon monosaccharide “fluid mosaic”  removal of a molecule of  every 8 units) Aldose Sphingolipid water  More branches exist for   Sugar with carbonyl   part of cell membrane  enzymatic cleaving to  groups at the end of the  structure expose more ends for  carbon chain  not based on backbone of  energy release Ketose  glycerol but on Sphingosine Glycosidic Bond   Sugar with carbonyl group  o Sphingosine contains   The bond that links to  in the middle of the carbon  large hydrocarbon tail and monosaccharides via an  chain fatty acid covalently  oxygen atom that was left  Lipid  bonded to the Nitrogen  Hydrolysis  behind after dehydration   Hydrophobic, non polar  and another group   Bonds are broken by the  synthesis biomolecule used for  (usually phosphocholine)  addition of a water  Cellulose energy storage on an oxygen atom  molecule when the   Polymer of beta­glucose  o Stored as triglycerides Glycolipid  Hydrogen molecule  linked 1,4 that is the main   Make up phospholipids in   Carbohydrates bonded to  attaches to one molecule  component of plant cell  cellular membranes lipids and the hydroxyl attaches  walls  Signaling molecules such  Saturated Fatty Acid  to another  Beta­glucose links together  as steroid hormones and   Single bonds along carbon  Monosaccharide  when one is inverted and  inflammation signaling  chain to max number of   Polar molecule consisting  they stack in linear fashion  pathways hydrogens (2) of a carbon chain, hydroxyl  held together  Triacylglyceride  Linear and can stack which  and carbonyl groups INTERrmolecularly by   Glycerol and 3 fatty acids  attributes to their high   Ring structure in aqueous  hydrogen bonds covalently bonded via  melting point solution when chain folds  Chitin  dehydration synthesis  Butter/animal fats back on itself to create new   Similar to cellulose  o Glycerol is an alcohol   Trans position compared to  chiral center—brings  structure but fibers are  whose 3 carbons have  Unsaturated fatty acid carbonyl closer to hydroxyl  wrapped in a protein hydroxyls bonded Unsaturated Fatty Acid  group  Presence of amino group   Energy­rich molecule can   1 or more double bonds  Disaccharide  (N­acetyl) on Carbon 2 be stored in adipose tissue  along carbon chain to only   Linking of two  Proteoglycan  in animals and oil droplets  1 hydrogen monosaccharides by   Proteins connect to  in plants (seeds for   Lower melting point dehydration synthesis  branching carbohydrates to  embryonic development)   Usually an oil (liquid at  causing the remaining  form a network in  Fatty Acid room temperature) because oxygen molecule to create  extracellular matrix  Long hydrocarbon chains  of Cis orientation that  a glycosidic bond between  o Molecular mesh­work  which are non polar (fatty)  creates a bend making  the two molecules outside of cells that  and a carboxyl group (acid)  them unable to stack like  Polysaccharide  provide support at the end of the chain saturated fats  Linking of multiple  o Cartilage  Essential Fatty Acid Steroid monosaccharides by  Glycosaminoglycan  Fatty acids that are not   Carbon skeleton consisting  glycosidic bonds via   Branching carbs that are  created in the body  of four fused rings dehydration synthesis covalently bonded naturally and must be   Enzymatically modified  Amylose/Amylopectin   Sugar molecule with amino  obtained through the diet from cholesterol   2 different kinds of starch  group and other (usually  Phospholipid  Cholesterol is a common  found in plants. sulfate) polar functional   Similar to triglyceride  component of animal cell  o Starch is a polymer of  groups attached except only 2 fatty acids  membranes is also the  alpha­glucose linked 1,4  Negatively charged and  linked to 2 carbons and the  precursor form which other  o Forms helical coil shape  hydrophilic third is linked to phosphate  steroids such as  when partially + oxygen   Chondroitin sulfate group (­ charge).  The  testosterone and estrogen  and partially – hydroxyl  Glycoprotein phosphate group is then  are synthesized. attract (INTRAmolecular   Carbohydrates attached to  linked to an R­group (polar,  Enzyme  bonding) proteins by glycosylation  ionic group usually choline,   Protein Complex that  catalyzes reactions  Secondary Structure o Proteins that are fully  o mRNA­Protein­coding  nd Glycine  The 2  step in protein  functional with only  messenger RNA that is   Smallest Amino acid with  synthesis created by local  secondary structure and  copied from protein  only a Hydrogen atom for  folding of interactions by  remain linear coding genes, specifies  o Structural support roles amino acid sequence in  its R­group and no chiral  functional groups and  Carbon hydrogen bonds between  o H­bonds and covalently  proteins.  Translated at  Proline  the backbone functional  bonds with other fibrous  the ribosome cell   Non­polar amino acid with  groups proteins to form networks  structure either within or outside  o tRNA (Transfer RNA)­ R­group bonded to the   Carbonyl and amino groups chiral carbon and the  h­bond with each other the cell Nonprotein­coding RNA  nitrogen of the amino  Alpha helix   Collagen: main protein  used for transporting  functional group  Coil structure that forms  component of  correct amino acid  extracellular matrix sequence to ribosome  Cysteine during secondary structure   Polar amino acid with a  because of local folding and  Keratin: protein  during protein synthesis sulfhydryl group that can  h­bonds structural support inside o rRNA (Ribosomal RNA)­ become di­sulfide bond   R­groups all face out to be  cells called the  Nonprotein­coding RNA  cytoskeleton which is part of the  when oxidized for protein  able to bond structure stabilization Beta strand/sheet  Quaternary Structure  Ribosome Disulfide Bridge  When H­bonds are   Combination of two or more o miRNA (Micro RNA)­  Covalent bond that forms  protein chains called  nonprotein­coding RNA  interrupted because of  used to regulate the  where two molecules  certain amino acid  protein complexes (usually in cysteine  sequences causes linear  Chaperonin expression of genes by  monomers) are brought  structure/strands h­bond to   Protein structure that  interacting directly with  close together so the sulfur  adjacent strand causes  protects synthesizing  DNA or with mRNA copy.  Also determines whether  of each molecules  sheets made of strands proteins from hydrophobic  sulfhydryl group bond via  o Sequences that form ionic conditions that may cause  proteins get synthesized  dehydration synthesis. bonds—stronger than H­ mis­folding or not Peptide Bond bonds Denaturation  Nucleotide  Linkage between two amino o Large R­groups (carbon   The detrimental unfolding of  the monomeric unit of  acids so that the carboxyl  rings) cause steric  a protein caused by heat or  nucleic acids. group of one joins the  hindrance cause groups  a detergent that breaks   Consists of a 5­carbon  to “bump” into each other bonds within the complex sugar covalently bonded to  amino group of the other  through dehydration  o R­group bonding to amino Invariant Residue a nitrogenous base synthesis. group (Proeline­“helix   Amino acids in a sequence   Sugar is covalently bonded  Peptide/Polypeptide breaker”) prevents that  that would be detrimental to to 1 or more phosphates group from H­bonding  Nucleoside   When two monomer units  the protein if it were  known as amino acids they  elsewhere substituted for another   The combination of the  form a peptide.  A polymer   R­groups alternate up/down amino acid nitrogenous base and the  of these units is a  position  ie a polar for a non­polar  sugar polypeptide. substitution or an acidic for   Depending on how many  Protein Tertiary Structure a basic substitution phosphate groups are   Complex of two or more   3  step in protein synthesis  Conservative Substitution bonded to the nucleoside – polypeptides by R­group interactions   substitution of an amino  monophosphate,  N­terminus  creates 3D structure and  acid with similar properties  ­diphosphate,   The open amino group end  fully­functional polypeptides that would not drastically  ­triphosphate. of a chain of polypeptides o Ionic bonds between (+)  affect the structure of a  Nucleic Acid  basic side chains and (­)  protein  Polymeric unit of multiple  C­terminus  The open carboxyl group  acidic side chains  ie polar for polar  nucleotides bonded  end of a chain of  o H­bonds between polar  substitution together polypeptides  groups Deoxyribonucleic Acid Phosphodiester Bond o Covalent linkages   DNA­the blueprint used to   Bond between the hydroxyl  Phosphorylation (disulfide bonds)  The addition or removal of  store genetic info by all  of the 3’ carbon on the  a phosphate group from a  o Nonpolar interactions by  cells. preceding sugar to the first  molecule (usually in the  hydrophobic interactions   Genetic info storage for  phosphate group on the 5’  with water causing groups carbon on the nucleotide enzymatic reaction of ATP  to be pushed together proteins and other  to ADP and visa versa) functional molecules  Bonds are created in this  Primary Structure  Globular Protein Ribonucleic Acid directionality from 5’ to 3’   The sequence of amino  o Proteins with bulky shape   RNA­copied from DNA and  along the polynucleotide  that have tertiary and  chain with new nucleotides  acids that are dictated by a  quaternary structure allows the info it encodes to gene in creating the 1  step be expressed as a useful  being added to 3’ end of a protein Fibrous Protein  cellular product Purine   Nitrogenous bases with 2  RNA molecule Major Groove Nucleosome fused rings Deoxyribose   The wider of 2 grooves of   DNA with about 150 base   Adenine and Guanine  The sugar structure of the  the DNA molecule where  pairs is wrapped twice  Pyrimidine  DNA molecule proteins can bind around a complex of 8  B DNA  Minor Groove  histone proteins  Nitrogenous bases with 1  ring  The most common   The smaller of 2 grooves  Chromatin  Cytosine, Uracil, and  structural form of DNA of the DNA molecule   Compacts DNA in an  Thyamine  2 nm diameter, 10 base  where proteins can bind organized fashion and  pairings per turn of the  Histone  regulates DNA and its  Ribose   The sugar structure of the  double helix  DNA binding proteins expression. 1. How are the chemical properties and reactivity of an element related to atomic valence configuration?  Whether or not an atoms valence shell is filled (duet rule of first shell, octet rule of valence shell) determines how reactive  an element is.  If the valence shell is full, it will not react, the more “space available” the more reactive it can be. 2. At the subatomic level, what is a covalent bond?   A covalent bond forms when the there is a relatively small difference between the Electronegativity of two atoms, and the  atoms “share” electrons to form a bond.  Usually seen between two non­metals, covalent bonds occur between the valence  electrons of two atoms 3. What four elements are the principal atomic constituents of biological molecules, and how do they differ in terms of  their covalent interactions?   The four main elements in biological molecules are Hydrogen, Oxygen, Nitrogen, and Carbon.  There valance shells have  different numbers of electrons in them (hydrogen­1, carbon­4, nitrogen­5, and oxygen­6) allowing for different amounts of  bonds to form between them and other atoms.  Hydrogen can only covalently bond with 1 other atom, carbon can covalently bond with 4 other atoms, nitrogen can covalently bond with 3 other atoms, and oxygen can covalently bond with 2 other  atoms because this would fill the octet rule for their valence shells.  (No more than 8 electrons in a valence shell) 4. What is meant by the term electronegativity? How does electronegativity affect the properties of any given covalent  bond?   Electronegativity refers to an atom in a molecule’s “ability” to have the concentration of electrons in that molecule be around that atom more of the time while they move in the electron cloud.  A covalent bond is formed usually when the difference of  EN is less than 1.7 on the Pauling scale because this infers that neither atom in a bond has a “strong enough ability” to pull  the electrons completely away from the other causing them to “share” 5. Compare the relative Electronegativities of the four principal atomic constituents of biological molecules, and relate  that property to the formation of polar versus non­polar covalent bonds between them.   The least electronegative of the four main elements of biology is hydrogen (2.1), next is Carbon (2.5), Nitrogen (3.0), and  finally oxygen (3.5).  The only polar covalent bond of between these atoms is between oxygen and hydrogen because of the relatively large difference in their Electronegativities.  Any other combination of interactions between these atoms yields  non­polar covalent bonds because the differences between their Electronegativities is relatively small and would not cause  electrons in those molecules to “spend more time” around one atom compared to the other.  6. What drives the formation of stable ions? Why is a sodium ion more stable chemically than the sodium atom?  Stable ions form when the atom of a certain element when that atoms valence shell is either completely full or completely  empty.  Sodium is more stable chemically as an ion because it only has one electron in its valence shell, so losing this  electron (forming Na+ ion) is “easier” than gaining 7 more electrons to complete its valence shell to reach stability. 7. At the subatomic level, what is an ionic bond?   An ionic bond forms when an atom (usually a metal) gains an electron to complete its valence shell (i.e. Cl­) forming an  anion and another atom (usually a non­metal) loses an electron to have a complete valence shell (i.e. Na+) forming a  cation.  These two ions will then be attracted to each other because one now has a full negative charge while the other has  a full positive charge. 8. What is a hydrogen bond? Is it more similar to an ionic bond or a covalent bond? Why?   A hydrogen bond forms when a molecule with a partial positive end (due to it being a polar molecule) is attracted to another  molecule’s partially negative end (due to it being a polar molecule).  This is more similar to a ionic bond because it is the  negative and positive charges that cause the attraction between the two molecules. 9. Why is it accurate to depict water as "sticky" molecules?   Water can be depicted as “sticky” because of the hydrogen bonds that hold water molecules together giving it fluidity and its cohesion property 10. At the molecular level, what explains water’s cohesive and adhesive properties? How is this related to the existence of sequoias that are hundreds of feet tall?   Water is cohesive because of the hydrogen bonds that form between the partial negative end (oxygen atom) of one water  molecule and the partial positive end (hydrogen atom) of another.  It is also the hydrogen bonds that form between water  molecules and the cell walls of plants that allow the water to move up inside the trunk of a 100 ft. Sequoia for example.  The water adheres to cell walls so it can defy gravity and the cohesiveness of water molecules allow the chain to keep moving  up as water is absorbed through roots and evaporated out the top through the leaves.  The evaporation actually pulls this  water molecule chain up through the tree and keeps the “train” moving. 11. At the molecular level, what explains water’s high specific heat and heat of vaporization (compared to similarly  sized non­polar substances)? How is this related to the relative stability of earth’s temperature and our ability to  moderate temperature changes in our bodies?   Hydrogen bonds between molecules contribute to water’s high specific heat and heat of vaporization.  Water has a high  specific heat because any energy absorbed by water is first used to break the hydrogen bonds before the molecules start  moving faster.  Water’s high heat of vaporization is another property due to hydrogen bonds which must be broken before  molecules can exit the liquid form and turn into gas.  On earth, the ecosystems both in water and on land are sensitive to  changes in temperature and the oceans absorb some of that heat given off by the sun and evaporate which help keep  coastal climates cool.  Oceans are so large that it may only change a few degrees over the coarse of a few months.  In our  bodies, we see sweat form on our skin when our body temperature raises.  The sweat will evaporate and by pulling heat  from our bodies out, thus attempting to cool the body down. 12. At the molecular level, what explains the fact that unlike most substances, frozen water is less dense than liquid  water? How is this related to Earth’s fitness for life?   Hydrogen bonds explain why water is less dense when it is frozen than when it is a liquid.  When water moves from about 4 ℃ to 0 ℃ the hydrogen bonds stay at equidistance to 4 other water molecules in a crystalline structure which means there  are less molecules in a given volume.  On Earth, we see ice caps stay on the surface of bodies of water insulating the water below from the colder air. 13. At the molecular level, what explains the fact that water is an excellent solvent? Why is this important in a  biological context?   Water is a versatile solvent because of the polarity of the water molecule.  Partial positive ends and partial negative ends of  water molecules can surround solutes being dissolved in water by attraction the positive and negative ends of the solute’s  molecules.  Blood, sap in plants, and the liquid in cells act as solvents to the various solutes dissolved in them including  biomolecules required to survive. 14. In aqueous solution, why are covalent bonds more stable than ionic bonds? In other words, why will ionic  compounds dissociate into constituent ions, but molecular compounds do not dissociate readily into constituent  atoms?   In aqueous solutions, ionic bonds dissociate because the attraction between the polar ends of the water molecule have a  stronger attraction the cations and anions that made up the ionic bond of the solute (compound).  Molecular compounds  stay together but a hydration shell will form around the molecule which is how it dissolves. 15. What determines if a compound is hydrophilic or hydrophobic?   A compound is hydrophilic if it can interact with water molecules.  A substance is hydrophobic if it has nonionic and  nonpolar molecules that will not interact with water such as the bonds of carbon and hydrogen in oils. 16. At the molecular level, explain what is meant by the term “like dissolves like”.   Like dissolves like means that water is a polar molecule and substances with polar molecules more easily dissolve in it. 17. What happens when a water molecule dissociates?   When water dissociates the hydrogen atom participating in the hydrogen bond with another water molecules oxygen end  leaves its electron behind and it forms a hydroxide ion (OH­) That hydrogen atom is transferred away as a single proton  (H+) and binds to another water molecule and a hydronium ion H30+ is formed. 18. What two chemical moieties associate to re­form a water molecule?   OH­ which is a hydroxide ion, and H3O+ hydronium ion can reform to form 2 H2O molecules. 19. What is meant by the dynamic equilibrium of association/dissociation in pure water?   Dynamic equilibrium of association and dissociation in pure water means that at any given time the rate at which water  dissociates into H3O+ and OH­ is the same as the rate in which water reforms back into H2O. 20. What number determines the pH of an aqueous solution, and why is this 7 for pure water?   The number of H+ ions in a solution determines the pH of that solution.  In pure water it is 7 because  at room temperature  ­14 ­7 the product of the H+ and OH­ ions is constant at 10  with 10  of each ion. 21. What happens when an acid dissociates, and how does this affect the hydrogen ion/hydroxide ion concentrations in the solution?  Hydrogen is dissociated from an acidic substance when it is added to water. 22. What chemical characteristics cause a substance to dissociate a hydrogen ion?   When an acid dissociates a hydrogen ion (H+) is broken off resulting in an acidic solution—a solution that has more H+ than OH­ ions. 23. What happens when a base is added to an aqueous solution, and how does this change the hydrogen ion/hydroxide ion concentrations in the solution?   Some bases accept H+ ions from a solution decreasing the concentration of the hydrogen ions making the solution more  basic.  Bases can also add OH­ ions to a solution which reduces H+ concentration because the hydrogen ions combine with the hydroxide ion to form water making the solution more basic. 24. What is a "weak acid," and why is it weak relative to a "strong acid"?   A weak acid (H2CO3) is an acid that reversibly releases and accepts back hydrogen ions as opposed to strong acids (HCl)  which only release the H+ ion into the solution. 25. Using carbonic acid/bicarbonate as an example, explain what happens in a buffered system when the concentration of hydrogen ion or hydroxide ion is increased.   In our blood we have the presence of a buffer system that ensures that the pH of our blood will not swing to much away  from the homeostatic 7.4 pH via carbonic acid/bicarbonate when CO2 reacts with water in the blood plasma.  If there may is an increase in H+ ions (pH drops) more carbonic acid is created to by the combination of the bicarbonate the hydrogen ion  to lower the hydrogen ions concentration.  If there is a drop in H+ ions (pH rises/more basic) then carbonic acid is  dissociated at a faster rate to bicarbonate and hydrogen ions to lower pH again. 26. What distinguishes structural isomers from stereoisomers like cis/trans isoforms or enantiomers?  Structural isomers have different covalent connectivity which can lead to different physical/chemical properties where as  stereoisomers have the the same connectivity between atoms but they differ in spatial arrangements.  In cis/trans isomers,  carbons are bonded to the same atoms but the because of a double bond the bonded atoms cannot rotate.  The cis version  of a molecule has the bonded atom on the same side of the molecule where the trans version has them opposite each  other.  Enantiomers are also stereoisomers that are mirror images of each other where one is referred to the L isomer and  the other is the D isomer.  This is caused by a chiral carbon with four different bonded atoms or molecules. 27. Why is understanding enantiomers important from a biological perspective?   From a biological perspective there could be two enantiomers of a drug used to treat someone but they are received  different in the body because certain binding sites may be able to accept one and not the other.   28. What are functional groups in general? Why is it important to understand their structure and properties in a  biological context?   Functional groups are the chemical groups directly involved in chemical reactions each with its own properties such as  shape and charge that cause it to act in a certain way.  There are seven recognizable functional groups known to contribute to a molecules overall physical and chemical attributes.  It is important to understand the structure and properties of these  from a biological context because the structure of the molecule has a direct correlation to the molecules function. 29. What is a carboxyl group? At physiological pH, what property(ies) does it confer to a molecule it is a part of?  A carboxyl group is made of a carbon double bonded to an oxygen and a hydroxyl group (an oxygen bonded to a  hydrogen).  At physiological pH this molecule acts as an acid (can donate its H+) because the hydroxyl group is so polar  and its hydrogen can be lost to another polar hydroxyl to form a water molecule making the carboxyl ionic.  30. What is an amino group? At physiological pH, what property(ies) does it confer to a molecule it is a part of?   An amino group consists of a Nitrogen atom bonded to two hydrogen atoms.  At physiological pH this acts as a base (can  pick up a H+ from water) making it positively charged ionically. 31. What is a hydroxyl group? At physiological pH, how are its chemical properties different from the OH component of  the carboxyl group? What property(ies) does it confer to a molecule it is a part of?   A hydroxyl group consists of an oxygen atom bonded to a hydrogen atom.  At physiological pH it is polar due to the  relatively high electronegativity of oxygen compared to hydrogen.  Forms bonds with water which contributes to solutes  dissolving in water (solvent).  It differs from the OH in a carboxyl group in that the whole –OH can bind with a free H+  whereas the oxygen in the –OH in the carboxyl group is already bound to a carbon and can only lose its H+. 32. What is a carbonyl group? What property(ies) does it confer to a molecule it is a part of?   A carbonyl group consists of a carbon atom double bonded to an oxygen atom.  This functional group is polar and is  common in sugar molecules.  Its position in the larger molecule contributes to its physical/chemical characteristics and  function. 33. What distinguishes aldehydes from ketones?   Aldehydes are classified as molecules with the carbonyl group at the end of a carbon chain and ketones are classified as  such when the carbonyl group is in the center of the carbon chain.  In sugars these are respectively referred to as Aldoses  and Ketoses.   34. What is a sulfhydryl group? What property(ies) does it confer to a molecule it’s a part of?   A sulfhydryl group consists of a sulfur atom bonded to a hydrogen atom.  Two sulfhydryl groups can react forming a  disulfide bridge during oxidation reactions.  These disulfide bonds help stabilize protein structures because of the strong  bond they form. 36. What is a phosphate group, and what property(ies) does it confer to the molecule it’s a part of?   A phosphate group consists of a phosphorus atom covalently single bonded to 4 oxygen atoms (1 oxygen atom also  bonded to R­group, 1 oxygen atom double bonded, and 2 with negative charges). Gives the molecule its attached to the  ability to react with water and/or release energy. 37. Why are phosphate groups particularly important in a biological context?   Phosphate groups are found in the subunits of DNA and they also play a role in energy transfer when ATP (adenosine  molecule bonded to three phosphates) reacts with water and a phosphate group is enzymatically cleaved off releasing  energy and the molecule ADP. 38. What “class” of organic molecule is associated with each of the functional groups we discussed?   Carbohydrates—sugars contain hydroxyl and carbonyl groups.  Sugars with carbonyl groups in the center of the  molecule’s carbon chain are ketoses; sugars with carbonyl groups at the end of the molecule’s carbon chain are aldoses  Lipids—fats consist of a glycerol molecule which is a 3 carbon chain (before dehydration synthesis it contains hydroxyl  groups on all of the carbons) covalently bonded to 3 fatty acids (named so because the molecule is hydrophilic (fatty) and it  contains a carboxyl at the end of the chain (acid)) creating the triglycerol molecule.  Proteins—the primary structure of proteins are made up of amino acids which contain a central carbon with an amino group (amino), a carboxyl group (acid), and an R­group that contributes to its physical/chemical attributes o Polar R­groups: contain hydroxyl, sulfhydryl, amino, and/or carboxyl o Acidic R­groups: contain carboxyl causing a negative charge o Basic R­groups: contain amino group causing a positive charge  Nucleic Acids—the monomeric unit, nucleotides consist of a 5 carbon sugar (contains carbonyl and hydroxyl groups),  covalently bonded to nitrogenous base (Nucleoside) and a phosphate group.  39. Compare the arrangement of phosphate groups in adenosine triphosphate and adenosine diphosphate. What is the  biological significance of adenosine triphosphate?   Adenosine triphosphate contains 3 phosphate groups bonded to each other and an adenosine molecule.  When this  molecule enzymatically reacts with water a phosphate is group is cleaved off to release energy and the Adenosine  diphosphate molecule which consists of the adenosine molecule bonded to only two phosphate groups.  The ADP molecule  has the potential to interact with water causing the bond of a phosphate to break off the the rest of the ADP molecule  releasing energy which is used in the cell. 40. Based on their chemical properties, which functional groups might be likely to interact with one another? Why?   Hydroxyl groups are polar and can interact with other polar molecules because a slightly positive (hydrogen) or a slightly  negative (oxygen) will attract to each other.  Carbonyl groups are also polar and can interact in this way too.  Carboxyl and  phosphate groups at physiological pH have a (­) charge and can interact with any slightly positive pole of a polar functional  group or atom as well as the (+) charge of Amino groups; Amino groups, in turn, can interact with any slightly negative pole of a polar functional group or atom.  Sulfhydryl groups can interact with each other to create a disulfide bridge when the  sulfur atoms of each bond after losing the hydrogen atoms they were originally bonded to. 41. Even though a methyl group contributes no polarity or charge to a molecule it’s a part of, one small methyl group  added on to a molecule can nonetheless completely alter that molecule’s biological function. Explain this observation.  Methyl groups do have mass and a 3D shape that will influence the molecule it's part of because of steric hindrance  (bumping into other parts of the molecule) and because of its non­polar structure it is hydrophobic and will repel polar  molecules such as water causing the molecule its attached to to shift appropriately away from water. 42. In the case of a D­glucose molecule, what functional groups are present in the chain (linear) form, and what  happens to the carbonyl when the molecule forms its more stable ring form?  In the case of D­glucose molecule there are hydroxyl groups bonded to each carbon in the chain as well as a carbonyl group at the end of the chain (Aldose).  The carbonyl carbon is labeled as Carbon #1 and when the molecule forms a ring, this  carbon folds back on the molecule and remains bonded to the hydrogen it was originally bonded with but the oxygen it was  double bonded to picks up the hydrogen from the hydroxyl group from Carbon #5.  If this new hydroxyl group on Carbon #1  is below the plane of the ring (most of the time) it is called alpha­glucose, if the hydroxyl group is above the plane (not as  often) it is known as beta­glucose. 43. What are monosaccharides and how are pentoses different from hexoses? Which class does glucose fall into?  Monosaccharides (ie Glucose) are the monomer units of polysaccharides such as starches.  Glucose is classified as a  pentose which is a 5­carbon chain compared to a hexose which is a 6­carbon chain sugar. 44. What are disaccharides? Name one commonly found in nature and describe its “function” (in a biological context).   Disaccharides are sugars composed of two monosaccharides bonded together by a glycosidic bond which occurs after  dehydration synthesis causes a hydroxyl group to be broken apart causing an oxygen atom to be the bridge between the  two monosaccharides.  A common disaccharide is sucrose which is a combination of glucose and fructose commonly  referred to as table sugar.  Sucrose is used primarily in plants to transport carbohydrates from leaves to roots and other  nonphotosynthetic organs. 45. How is the synthesis of large biological macromolecules like carbohydrates and proteins an example of a  dehydration reaction?  The synthesis of polymers from monomers is a dehydration reaction because a new bond forms between two monomers  when each contributes part of water molecule.  The first monomer contributes a hydrogen atom while the other contributes a hydroxyl group creating H2O to be removed from the combination of the molecules.   46. In the opposite­­or hydrolytic­­reaction, where is the "hydrolysis" occurring (using carbohydrates as an example)?   A hydrolysis reaction is when a water molecule is added to break a bond between two monomer units that were previously  bonded.  In a carbohydrate we see the carboxyl carbon (carbon #1) of the first monomer lose its hydroxyl group and the  carbon #4 of the second monomer lose a hydrogen off the attached hydroxyl group causing what is referred to as a 1,4  glycosidic bond. 47. How is the alpha form of D­glucose different from beta D­glucose? How does the interconversion between the two  forms take place?   Alpha D­glucose is a ring formation where the hydroxyl group attached to Carbon #1 is below the plane of the ring whereas  beta D­glucose has this hydroxyl group above the plane of the ring (less common). 48. How do the conformations of the alpha 1,4 and beta 1­4 polymers of D­glucose differ? At the biochemical level,  what explains the difference in conformation between the two?   Alpha 1,4 polymers of D­glucose (starch) link all facing the same orientation by a glycosidic bond at the 1 and 4 carbons with the hydroxyl group off carbon #2 facing down.  Beta 1,4 polymers of D­glucose (cellulose) must alternate their orientation  with the hydroxyl group on carbon #2 of the first monomer facing up and the next one facing down in order for the 1 and 4  carbons to form a glycosidic bond.  Because of the flipped orientation of the hydroxyl group on Carbon 1 in beta D­glucose  compared to alpha D­glucose, the whole molecule must orientate upside down in order for the dehydration synthesis to  occur between the the two monomers. 49. How is the structural difference between the alpha 1­4 and beta 1­4 polymers of glucose related to their distinct  biological functions?   Alpha 1, 4 polymers of glucose can be used as stored energy in plants in a form called starch and in a form in animals  known as glycogen.  Plants have a simpler form of starch called Amylose which is a single chain polysaccharide and a more complex form called Amylopectin which contains some branches of polymer chains which can be cleaved by hydrolysis  when the plant requires energy.  Animals contain glycogen as stored glucose that contains many branching chains because  animals require more access to the glucose more of the time which is used in cellular work.  Beta 1, 4 polymers of glucose form hydrogen bonds between parallel cellulose chains and form microfibrils as bundles and  are very rigid.  The rigidity of the structure contributes to the hard “shell” of plant cell walls. 50. Why does the bulk of the plant material we eat go undigested (compared to, say, the plant matter eaten by a cow)?   The bulk of plant material is made of cellulose which most animals do not digest because of the beta linkage structure of  cellulose and the lack of enzymes to break the linkages down.  During digestion the cellulose abrades to the lining of the  intestine causing a mucus release to help fecal matter move out.  This cellulose is referred to as insoluble fiber.  There are  microorganisms that can break down the bonds of cellulose polymers into glucose monomers which humans do not have for the most part (some exist in our large intestine) but a cow does have in its stomach to help it break down the hay and grass  that makes up most of its diet. 51. How are the structure and properties of proteoglycans related to their function as part of the extracellular matrix?   Proteoglycans consist of a small core protein with many carbohydrate chains covalently bonded.  This molecule is bonded  covalently to a polysaccharide molecule to form a complex.  These complexes can then contribute structural rigidity to the  extracellular matrix which is a meshwork of the eukaryotic cells, proteoglycans, polysaccharides, and glycoproteins.   Structures called glycosaminoglycan structures are sugars and amino groups bonded with other functional groups (usually  sulfate) to form polar molecules such as chondroitin sulfate which are negatively charged and can interact with water  molecules which make up most of the extracellular fluid surrounding cells. 52. Explain how the difference in structure between large, structurally simple polysaccharides (think starch or  cellulose) and small structurally complex polysaccharides (like those found on the cell surface glycoproteins) is related to their distinct functions.   Large simple polysaccharides are considered storage and structural polysaccharides with only a few specific tasks such as  storing glucose for later energy accessibility or creating rigid strong structures in plant cell walls.  Smaller more complex  polysaccharides such as glycoproteins have a wider array of functions because of the addition of diverse molecules such as  a protein molecule.  The glycosylation of proteins (enzymatically binding of a carbohydrate to a protein) creates way more  opportunity for diversity in structure, and thus, more diversity in function.  An example are the vast numbers of cell receptors  on cell membranes looking to bind with many different types of molecules for many different types of reasons.  (ie self/non­ self recognition of the body in the immune system)   53. What is the structure of glycerol? Of a fatty acid? How are these molecules related to triacylglycerols?   A glycerol molecule is considered an alcohol.  It is a 3 carbon chain with hydroxyl groups and hydrogens on each carbon.  A  fatty acid is a chain of hydrocarbons with a carboxyl group at the end.  When three fatty acid chains covalently bond via  dehydration synthesis to a glycerol it is referred to as  a “fat molecule” or triglycerol.    54. What makes a fatty acid "saturated," as opposed to "monounsaturated" or "polyunsaturated," and how does the  level of fatty acid saturation affect the physical/chemical properties of a triacylglycerol?  When a fatty acid is “saturated,” it refers to a triglycerol molecule with no double bonds between the carbon atoms  composing a chain because there are just as many hydrogens “saturating” the chain as there are carbons.  An unsaturated  fat contains one or more cis double bonds in the chain of carbons in the fatty acid chain causing a bend in the chain.  When  there is only one double bond 


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

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!"

Amaris Trozzo George Washington University

"I made $350 in just two days after posting my first study guide."

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!"

Parker Thompson 500 Startups

"It's a great way for students to improve their educational experience and it seemed like a product that everybody wants, so all the people participating are winning."

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.