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CLEMSON / Biology / BIOL 1030 / What is a nuclear envelope?

What is a nuclear envelope?

What is a nuclear envelope?

Description

School: Clemson University
Department: Biology
Course: Biology
Professor: William surver
Term: Fall 2017
Tags: tour, Of, The, Cell, working, cells, Energy, and energy harvest
Cost: 50
Name: Test 2 Study Guide
Description: This study guide is a summary of what is going to be on test 2!
Uploaded: 10/07/2017
6 Pages 35 Views 2 Unlocks
Reviews


Study Guide


What is the nuclear envelope?



Chapter 4 Tour of the cell 

Magnification vs resolution 

• Magnification­ an increase in size of an apparent object

• Resolution­ the clarity of an image and the ability to see more than one object as more  than one object under the microscope

Types of microscopes 

∙ Electron microscope 

o Very high magnification 

∙ Light microscope

o Zooms in but not as much as electron microscope can 

Cell theory 

∙ By Schleiden, Schwann, and Virchow and states that Cells are the basic unit of life, they  are living, and this is where life begins

Parts of a cell 

∙ Plasma (cell) membrane­ is the FLEXIBLE boundary between living cells and their  surroundings


How many types of microscopes are there?



∙ Phospholipid bilayer­ formed by phospholipids and consists of 2 layers ∙ Proteins – are attached to the surface of the membrane or embedded in the phospholipid  bilayer

∙ Nucleus­ contains DNA

∙ Nuclear envelope ­ Has a double membrane and pores that allow material to flow in and  out of the nucleus

∙ Nucleolus­ where ribosomes are synthesized

∙ Ribosomes ­ Can be free ribosomes or bound ribosomes

▪ Free ribosomes­ suspended in the cytoplasm and involved and MAKING proteins that  will function in the cytoplasm

▪ Bound ribosomes­ are attached to the endoplasmic reticulum and PACKAGE proteins  for export out of the cell

∙ Golgi apparatus­ a molecular warehouse and finishing factory for products manufactured  by the ER 


How phospholipid bilayer formed?



We also discuss several other topics like What are the ecological factors that influence the mating system?

∙ Lysosome­ a membranous sac containing digestive enzymes 

∙ Vacuoles­ large vesicles that have many functions 

Eukaryotes vs prokaryotes 

∙ Eukaryotes 

o Distinguished by having a membrane­enclosed nucleus and numerous organelles  which all perform specific functions

o 4 functions: genetic control of cells, manufacture, distribution, and breakdown of  molecules, energy processing, and structural support, movement, and 

communication between cells 

∙ Prokaryotes 

o Not as sophisticated, smaller in size, have cell wall 

Animals vs plant cells 

∙ Plant cells have a rigid cell wall (ex: this is why trees can grow to great heights) outside  of their membrane, chloroplasts, and a central vacuole

∙ Animal cells have an extra cellular matrix, cytoskeleton, and mitochondria Endomemebrane system  We also discuss several other topics like What is the islamic world of science?

∙ Consist of the nuclear envelope, the endoplasmic reticulum, golgi apparatus, lysosomes,  vacuoles, and the plasma membrane We also discuss several other topics like What is the role of lawyers?

∙ There are 2 types 

o Smooth­ lacks ribosomes 

 Involved in metabolic processes 

 Produces enzymes important in the synthesis of lipids, oils, phospholipids, and steroids

 Some of the other enzymes process drugs, alcohol, and other harmful  substances 

 Stores calcium 

o Rough­ lines the outer surfaces of membranes 

 Makes additional membrane for itself 

 Proteins are destined for secretions 

Energy converting cell organelles 

∙ Mitochondria ­ Carry out cellular respiration in eukaryotic cells 

∙ Chloroplasts ­ The photosynthesizing organelles of all photosynthesizing eukaryotes.  This (photosynthesis) allows the conversion of light energy to chemical energy. ∙ Mitochondria and chloroplasts both evolved by endosymbiosis  Don't forget about the age old question of Adhocracy culture concentrates on what?

∙ Both are self­replicating and contain DNA and ribosomes 

∙ Both have DNA that is similar to the DNA found in prokaryotes 

Endosymbiotic theory 

∙ States that the mitochondria and chloroplasts were formally small prokaryotes and that  mitochondria and chloroplasts live within larger cells Don't forget about the age old question of How is soviet communism challenged?

Chapter 5 The working cell 

The cell membrane 

∙ The cell membrane holds the cell together, is selectively/semi permeable, transports  things in and out of the cell  We also discuss several other topics like What does the cost of goods sold mean?

∙ ALL cells have a cell membrane

∙ Plant cells have a cell wall surrounding the cell membrane

∙ Photopholipids have a Hydrophilic head and a Hydrophobic tail. They are a modified  triglyceride with 2 fatty acids and a phosphate group and are synthesized through  dehydration reactions 

Diffusion­ a type of membrane transport that’s a passive process and allows equilibrium to be  reached eventually 

Facilitated Diffusion is when hydrophobic substances diffuse across a cell membrane very easily 

∙ Polar or charged substances do not diffuse as easily across the membrane and they need  transport proteins to diffuse across the concentration gradient 

Osmosis ­ the movement of water across the membrane and down its concentration gradient until the solute concentration is equal

∙ Tonicity­ the ability of a solution to cause a cell to gain or lose water  ∙ Depends on the concentration of solute on both sides of the membrane ∙ Isotonic­ the concentration of solute is the same on both sides of a membrane. The cell  volume will not change.

∙ Hypotonic­ the solute concentration is lower outside the cell. Water molecules move into  the cell and expand. This may cause the cell to burst. 

∙ Hypertonic­ the solute concentration is higher outside of the cell. Water molecules move  out of the cell. This may cause the cell to shrink.

Active transport – requires energy and materials move across the concentration gradient  Energy and the cell 

∙ There are 2 major types of energy 

o Kinetic energy­ energy of motion (light, heat, mechanical)

o Potential energy­ energy that matter possesses as a result of location or structure  (chemical energy)

∙ Laws of thermodynamics

o First law­ energy in the universe is constant. Energy can not be created or  destroyed. New energy can not be made, we can only transform energy. The sun  is the source of energy.

o Second law­ a measure of disorder or randomness

∙ Entropy is a measure of randomness/ disorder 

∙ Sun is our ultimate source of energy 

∙ Exergonic reactions (aka Catabolic Reactions) ­ energy is released

∙ Endergonic reactions­ require an input of energy and store energy through chemical  energy 

∙ Cell respiration ­ releases energy slowly because if it was a fast step process, there would  be so much heat released that our cells would burn up 

∙ Metabolism­ the sum of an organism’s chemical reactions

∙ ATP­ consists of nitrogenous base (adenine), pentose sugar (ribose), and three phosphate  groups and powers the majority of cellular work 

Enzymes and their function 

∙ Enzymes function as catalysts by lowering the activation energy that is needed for a  reaction to begin 

∙ substrate­ the specific reactant that the enzyme acts on 

∙ active site­ the region of the enzyme that the substrate fits into 

∙ have an induced fit so molecules can change their conformation to fit certain enzymes  ∙ have optimal pH an temperature conditions to operate 

∙ require nonprotein helpers called cofactors

∙ coenzymes­ organic molecules 

Enzyme inhibition 

∙ Competitive inhibition­ active site is blocked 

∙ Noncompetitive inhibition­ enzyme binds somewhere other than the active site o Changes the shape of the active site

o Prevents the substrate from binding

∙ Important in regulating cell metabolism 

∙ Inhibition is a self­regulatory process

Chapter 6 How cells harvest energy 

Cellular respiration 

∙ Provides energy 

∙ Is the CONTROLLED breakdown of organic molecules 

∙ An exergonic process that transfers energy from glucose bonds to ATP ∙ Equation for cellular respiration is: glucose + oxygen = 6 molecules of carbon dioxide +  6 molecules of water + ATP + heat

∙ Glucose is broken down to carbon dioxide and water in cellular respiration ∙ Occurs in the mitochondria 

Photosynthesis 

∙ Chloroplasts capture energy in photosynthesis 

∙ Atoms of carbon dioxide and water are rearranged 

∙ Carbohydrates and oxygen are produced

Aerobic harvesting of energy 

∙ the energy for life is contained in the arrangement of electrons in the chemical bonds of  organic molecules

∙ an electron loses potential energy when its transferred to oxygen 

∙ energy is stored in ATP 

Oxidation­ reduction reactions 

∙ the loss of electrons is called oxidation 

o the molecule losing electrons is oxidized 

∙ the gain or addition of electrons is called reduction 

o the molecule gaining electrons is reduced 

∙ during cellular respiration, glucose is oxidized and oxygen is reduced  Electron acceptor molecules can transfer energy 

o FAD – cell respiration (requires 2 complete Hydrogen atoms to reduce it)  FAD + 2H ­­­­­­­­­­­­­­> FADH2

(2e­ + 2H+)

o NAD+ ­ cell respiration (requires 2 H atoms to reduce it)

 NAD+ + 2H ­­­­­­­­­­­­­­> NADH + H+ 

(2e­ + 2H+)

 H+ is a proton that is left over

o NADP+ ­ photosynthesis (requires an electron to reduce it and has a proton left  over also)

 NADP+ + 2H ­­­­­­­­­­> NADPH + H+ 

(same as for NAD+)

Cellular respiration 

∙ Stage 1­ glycolysis 

 Occurs in the cytoplasm 

 Begins during cellular respiration 

 Breaks down glucose into 2 molecules of a 3­carbon compound which we  call pyruvate. Therefore, 1 glucose produces 2 molecules 

 2 ATP produced

∙ Stage 2­ pyruvate and citric acid cycle 

 Occurs in the mitochondria 

o Called the Krebs cycle after Hans Krebs who worked on this process in the  1930’s

 Completes the oxidation of organic molecules and generates many NADH  and FADH2 molecules 

∙ Stage 3­ oxidative phosphorylation 

 Involves electrons that are carried by NADH and FADH2

 Transports these electrons to the electron transport chain which is in the  inner mitochondrial membrane 

 Generates ATP through oxidative phosphorylation associated with 

chemiosmosis 

 During these processes, cells must release, store, and transfer energy 

 This is a metabolic process

Ways to make ATP

∙ Direct process called substrate level phosphorylation in which an enzyme transfers a  phosphate group from a molecule to ADP and then ATP is formed 

Aerobic harvesting of energy 

∙ Pyruvate that’s formed during glycolysis is transported from the cytoplasm into a  mitochondrion during the Citric Acid cycle and the oxidative phosphorylation 

∙ There are 2 membranes surrounding the mitochondria 

o The inner membrane­ has folds that increase the surface area in which reactions  can occur 

o The outer membrane

∙ 2 molecules of pyruvate are produced for each molecule of glucose that enters glycolysis ∙ The total yield of ATP is approximately 32 molecules of ATP per glucose molecule  which is about 34% of the potential energy of a glucose molecule 

Anaerobic harvesting of energy: Fermentation 

∙ Fermentation­ a way of harvesting chemical energy 

o Doesn’t require oxygen 

o Takes advantage of glycolysis 

o 2 ATP are produced per 1 molecule of glucose 

o Reduces NAD+ to NADH

o Provides an aerobic path for recycling NADH back to NAD+

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