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USC / Biology / BIOL 543 / Are hyperpolarizing and depolarizing photos the same?

Are hyperpolarizing and depolarizing photos the same?

Are hyperpolarizing and depolarizing photos the same?


Exam III: Class Note Set II 

Is hyperpolarizing and depolarizing photo, are the same?

Lecture 30 (11/13/2017): Sensory Receptors I  

∙ How do animals perceive the world around them? 

  ∙        Chemical vs. Electrical Synapses  

  ∙        Presynaptic vs. Postsynaptic cells 

∙ Synaptic Potential

o Is a transitory, graded change in the resting membrane potential of a post­synaptic 


o Excitation: an increase in the probability that a post­synaptic cell will generate an 

action potential

 Depolarizing signals are usually excitatory

o Inhibition: a decrease in the probability that a post­synaptic cell will generate an 

How do animals perceive the world around them?

action potential

 Hyperpolarizing signals are usually inhibitory 

 Make membrane potential for negative, done by opening up ion channels that  cause the cell membrane to become more negative (change permeability 

towards more negative ions) 

∙ Sensory Receptors

o We know that we need to convert environmental stimuli into a change of membrane  potential (electrical potential). This is done through ion channels. This is what 

changes the membrane voltage  If you want to learn more check out What is the law of comparative advantage?

o We need to think about what proteins are in this cell to make it sensitive to 

environmental stimuli 

o Gated ion channels

 Voltage gated channel: sodium and potassium channels in neurons that 

How are we generating sound from electricity?

generate action potentials. 

 Stretch Gated: pulls the channel open. How does your body regulate this  stretch? That stretch can pull open ion channels, sodium is going to flow in, 

and depolarization will occur 

 Phosphorylation Gated Channel: add phosphate groups to an ion channel so 

that it will open up 

 Ligand gated: a ligand is present, it interacts with the ion channel, and causes  the ion channel to change its shape. Ligands are neurotransmitters or they  come from the environment

∙ Mechanoreception  

o Thinking about stretch receptors and the change in membrane voltage  o An example of a mechanoreceptor are the bristles found on the face of a fly  o Figure 14.3

 Mechanoreceptor cell to the bristle

 The bristles move back and forth, think about the bristles pulling on the  Don't forget about the age old question of Where does the DNA begin transcription of Gene expression?

membrane of the mechanoreceptor cell 

 Stretch­activated channels  Don't forget about the age old question of When do we use the arithmetic expression?

 The bristle movement is what is responding to environmental change   If you move the bristle just a little bit, you wont open enough channels for  We also discuss several other topics like What principle is based on the idea of the patient's vulnerability?

action potential to be generated 

 The receptors can be different from organism to organism 

o Figure 14.6

 Tonic Receptors: small generations of action potential over the course of the 


 Phasic receptors: only respond to change. That’s with the onset of the 

stimulus. You don’t have the constant generation of action potentials 

o Statocysts 

 A lot of organisms have this 

 Statolith, this weight will be resting on the mechanoreceptors 

∙ Hearing 

o How are we generating sound from electricity (speakers)

o Tympanal Organs 

 Set up a membrane that will vibrate

 Found commonly in insects (moths)

 On each side there is a high sensitivity and low sensitivity channel 

 This frequency waves are essential for the moths to know if they are being 

hunted by bats in the dark 

o Hair Cells in Vertebrates

 Afferent: peripheral to central

 Efferent: central to peripheral 

 Hair cells are spread across the body of fish, there are water channels in the 

sides of the fish that allow to water flow through

 Cilia are just extensions of the membrane that move back and forth 

 We have a membrane in our cochlea, different frequencies are going to lead to the movement of different parts of the basilar membrane  We also discuss several other topics like Carbonic anhydrase is a protein that takes what?

Lecture 31 (11/15/2017): Sensory Receptors II

∙ Chemoreception (taste)

o Receptors detect the presence of certain receptors from the environment   o Taste is in some way straightforward because there are not that many different types 

of receptors. 

o For sodium receptors you have sodium channels that allow ions to flow through  o Sour receptors: proton channels, sour comes from proton donors, 

o There might be variation in the number of channels but all the flavors function in the 

same way 

o Sweet and Bitter, think G­protein coupled pathways

 Sweet and umami work in similar ways

 Receptor activated by some sort of stimulus T1R1 and T1R3

 Artificial sweeteners bind to these receptors that cause them to be activated  Umami (flavor enhancer) receptors use one of the two proteins found in sweet

receptors. Foods that are rich in amino acid bind to umami receptors 

o In bitter receptors, we have somewhere around 30­40 different receptors, wide range 

of molecules that we receive as bitter 

∙ Sensing Heat 

o Spicy or cold feelings

o There are ion channels that change shape in response to heat  We also discuss several other topics like What is the difference between general jurisdiction and limited jurisdiction?

o Shape of proteins are context dependent 

o There are a variety of TRP channels that vary in temperature dependence   These TRP channels are the “hot/cold” receptors

 It feels hot because these receptors have been tricked into opening 

o Some animals use heat sense to seek on prey (snakes)

 They have an extra hole in their head, loaded with temperature dependent ion 

channels, they are able to get a crude thermal image of their surroundings  Similar to the way a pinhole camera works

 They process it as part of their visual pathway 

∙ Chemoreceptors (smell)

o Found in your nose, all these chemoreceptors are sensitive to many different types of 


o We have a unique ability to distinguish smells from one another. 

o As humans we do not have as wide a range of smells as other animals, we are very 

visually dependent 

o Some mammals have vomeronasal anatomy that we as humans completely lack  ∙ Photoreception 

o What is light? How do we detect light? 

o There is similarity in how we detect light taste and smell 

o Light is packaged into photons, little pockets of lights

o Photon gets absorbed, attaches to receptor, and it changes it shape, it causes the 

membrane bound protein to change shape as well

o The chromophore will change shape when opsin binds to it

o Depolarizing photo transduction in the photoreceptors of the eyes of invertebrates  Activates g­protein, activates the ion channel 

o Hyperpolarizing photo­transduction in the rods and cones of vertebrates  When light is absorbed, that ultimately leads to the closing of sodium 


o Eye

 There are a lot of photoreceptor cells lined as a sheet (retina)

 Lots of lots of animals are light sensitive to different organs

∙ Parameters of visual systems

o There are a lot of different ways to build an eye

o However, we use the same parameters to evaluate how different eyes perform o Spatial resolution:  sampling frequency in space (think pixels per square inch)  Think about the sampling density of a camera 

o Temporal Resolution: sampling frequency in time (think frames per second)  You can only sample your environment so quickly 

o Color vision: the ability of an eye to distinguish between light of different 


o Sensitivity: how likely is it for a receptor to detect a signal if one is present?  If there are more photoreceptors, there are more places that a photon could go 


 Larger photoreceptors would increase the likely hood that one photon would 

go to a single photoreceptor

 Larger eyes, would increase sensitivity 

o Noise: how likely is it for a receptor to detect a signal when none are present? o Type I errors: detecting something that is not real

o Type II errors: failing to detect something real 

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