Log in to StudySoup
Get Full Access to Northeastern University - Study Guide - Midterm
Join StudySoup for FREE
Get Full Access to Northeastern University - Study Guide - Midterm

Already have an account? Login here
Reset your password

NORTHEASTERN UNIVERSITY / Engineering / BIOL 1113 / What fraction of the original 14C remains in a sample after 11,460 yea

What fraction of the original 14C remains in a sample after 11,460 yea

What fraction of the original 14C remains in a sample after 11,460 yea


School: Northeastern University
Department: Engineering
Course: General Biology 2
Professor: Mary susan potts- santone
Term: Fall 2018
Tags: Biology2, Studyguide, and exam1
Cost: 50
Name: Exam 1 Study Guide
Description: This study guide summarizes what you need to know for the exam. Its in-detail with an easy to understand format
Uploaded: 09/28/2018
12 Pages 4 Views 7 Unlocks

zhang.zili (Rating: )

chu.jaso (Rating: )


What fraction of the original 14C remains in a sample after 11,460 years?

 Concepts and Terms, you should review for your first exam + practice questions with answers +  video and readings summery 


Characteristics of Living Systems 

1. Cells and Organizations 

∙ A cell is the smallest most basic unit of life

∙ Cells tissue  organs organ systems  organisms populations communities ecosystems  biosphere

2. Energy use and Metabolism

a. All the chemical reactions in a cell 

b. Photosynthesis; cellular respiration 

3. Regulation and homeostasis 

a. Maintain relative stable internal conditions within certain boundaries

4. Response to environment change 

a. Organisms react to stimuli 

5. Growth development and reproduction  Don't forget about the age old question of What are the three properties of electric charge?

a. Growth produces more or larger cells 

6. Biological Evolution

How old is a sample that contains 25% of its original 40K?

a. Populations or organisms change over generation

b. any modification that makes an organism suited to its way of life.  Over time,  organisms become modified by the process of natural selection.

c.  All living organisms descended from a common ancestor.


Origin and History of Life 

∙ 13­17 bya big bang formed 

∙ 4­3.5 bya LIFE EMERGED 

Overlapping stages, 

1. Nucleotides and amino acids produced prior to existence of cells 

2. Nucleotides and amino acids become polymerized to form DNARNAProtein  3. Polymers become enclosed in membranes 

4. Polymers enclosed  in membranes evolved cellular properties 

Primitive Earth 

∙ Reducing atmosphere hypothesis

∙ Oparin/Haldane Hypothesis ; Abiotic synthesis 

First Biomolecules

How old is a sample that contains a 235U to 2017Pb ration of 1:7?

1. Miller/Urey’s experiments results ; biochemicals could be produces from simple  nonbiological sources  If you want to learn more check out What is logogram glyph?

2. Extra­terrestrial hypothesis 

a. Organic carbon from asteroids and comets locked pre biotic soot 

3. Deep­sea vent hypothesis

a. Key organics arose at deep sea vents    

Origins of 1st cell 

1. Clay hypothesis 

a. Simple organics polymerized on solid surface into more complicated organics  2. Protobiont 

a. Basis for metabolism self replication 

3. Chemical Selection

a. RNA is a protobiont 

b. Can store info, capacity for replication, enzymatic functions 

c. Leads to cell life (chemical evolution to biological evolution)

Advantages of DNA/RNA/Protein world 

Fossils, strata, sedimentation, Paleontology, macroevolution

Dating of fossils: relative (index species), absolute – radioisotopes, half­life, calculation EXAMPLE PROBLEMS HALF­LIVES:  Don't forget about the age old question of What are the three reasons to do social network analysis?

    Radioisotope                      Half­life (yrs)      Useful dating range (yrs) 

14C14N:       5,730          < 50,000

40K40Ar:  1.3 billion  100,000 ­ 4.5 billion

235U207Pb:  710 million  10 million ­ 4.5 billion

1. What fraction of the original 14C remains in a sample after 11,460 years?  a. 11,460 yrs= 2 half lives. ¼ of the original 14C remains 

2. How old is a sample that contains 25% of its original 40K?

a. 25% = 2 half ­lives  1.3 bya x 2 = 2.6 bya

3. How old is a sample that contains a 235U to 2017Pb ration of 1:7? a. 1:7 = 3 half ­lives elapsed ;  710 mya x 3 = 2,130 million years 

4. If the C­14: N14 ratio in a shell in a sandstone was found to be 1:3, how old  is the  shell? 

a.  Ratio means two half – lives have passed so 2 x 5730 yrs = 11,460 yrs  5. If the U­235; Pb­207 ratio in a zircon in a sandstone was found to be 1:3, how old is  the zircon? 

a. 2 x 710 million = 1.42 by 

6. If the K­40 : Ar­40 ratio in zircon in a granite was found to be 1:1 , how old is the  sample?  If you want to learn more check out What is Naturalistic fallacy?


Geological (Biological) Time Scale – 

∙ 4.5 bya to present 

∙ Generic change 

∙ Environmental change – not progressive 

∙ Both explain the forms and patterns of life 

Factors influencing patterns: 

1. Climate/temp

2. Atmosphere

3. Land Masses

4. Flood/Glaciation

5. Volcanic Eruptions 

6. Meteorite Impact 

Precambrian Time: prokaryotes, stromatolites, eukaryotes, multicellularity (Ediacaran),  Paleozoic era– Cambrian, Ordovician, Silurian, Devonian, Carboniferous, Permian Mesozoic era – Triassic, Jurassic, Cretaceous

Cenozoic era – Tertiary, Quanternary

Mass Extinctions – importance of them; 1­5+6th 

1. 85% of marine species lost 

2. 83% of marine species lost happened because of global cooling and loss of oxygen in  ocean

3. 95% of marine lost (biggest mass extinction) due to global change and comet metroids 4. 80% of marine species lost 

5. 76% of marine species lost and 75% of all life and plant organisms were lost –  DINOSAUR EXTINCTION 

6. Current mass extinction due to human activities 

Darwin and Evolution 

∙ The heritable change in one or more characteristics of a population or species from one  generation to the next 

History of Evolutionary Thought – 

1. Plato

2. Aristotle 


4. Ray

5. Linnaeus – taxonomy 

6. Buffon 

7. Cuvier ­comparative anatomy, paleontology We also discuss several other topics like What is the main source of solid waste in the US?
We also discuss several other topics like What reasons did Ptolemy offer in support of the key elements of its geocentric cosmology?

8. Lamarck – inheritance of acquired characteristics 

9. Lyell – uniformation 

10. Darwin 


Darwin and Voyage of the HMS Beagle – 

∙ Galapagos Island – different animal forms / idea that species are modified by  environment 

o Tortoises – neck length varied from island to island 

 Long neck­ dry areas 

 Short neck­ moist areas 

o Finches – finch shape/size varied from island to island 

 main idea: Interactions shape organisms 

Natural Selection 

∙ Process that eliminates individuals that are less likely to survive and reproduce in an  environment, while allowing other individuals with traits that confer greater reproductive  success to increase in numbers

∙ Acts on individuals in a species 


∙ any modification that makes an organism better suited to its way of life Variations: Struggle for Existence 

∙ Occurs among organisms within a population and is heritable 

∙ Competition for food, shelter, space, etc 

∙ Random because of 

o Mutations

o Sexual Reproduction 

T. Malthus, Alfred Russell Wallace 

∙ Father of biogeography­ study of geographical distributions of plants and animals across  earth 

Survival of the Fittest 

∙ Fitness is relative reproductive success of an individual 

∙ Interaction with environment determined which individual reproduce the most 

Industrial Melanism 

∙ Before industrial revolution light colored peppered moths have the advantage because  tree trunks are light = harder to spot 

∙ After industrial revolution dark colored peppered moths have the advantage because tree  trunks darken = harder to spot

Adaptive Melanism (video: Rock Pocket Mice) 

∙ When predators are present the mice chose the land where they have a selective  advantage 

∙ Dark mice­ dark area

∙ Light mice­ light area

∙ No predators present = no preference 

∙ 10% advantage for dark mice will lead to 95% of dark fur in on more than 100 years 

Process of Evolution 

∙ Variation are produced by chance mutations and sexual reproductions  ∙ Natural selections selects the “fittest” organisms 

∙ Mutation – change in chemical way 

∙ Adapting and re adapting is the great complex of life

Evidence for Evolution – 

∙ talk about the evolution of all species which tells us what happens – powerful because it  provided a mechanism that was accurate “Natural Selection

1) Fossil record 

a. Record the history of life from past 

b. Show descent from an ancestor if complete

2) Comparative anatomy 

a. Homologous structures

b. Analogous structures 

c. Vestigial structures 

d. Convergent evolution 

e. Comparative development 

3) Biogeography 

a. The origins of organisms are consistent with the origin in one locale area and then spread to accessible regions 

4) Molecular homologies 

a. Almost all living organisms use the same basic biochemical molecules, dna triplet code, 20 amino acids 

b. When similar suggest recent common descent 

c. Difference in amino acids show the differences in animals/organisms 

Evolution in a Genetic Context – Microevolution 

1) Population genetic helps us understand how genetic variation is related to phenotypic  variation 

2) Genes can be monomorphic (1 allele) or polymorphic (2 + alleles) 

Equations to know: 

Allele frequency = # of copies of a specific allele in population 

        Total # of all alleles for that gene in population

Genotype frequency = # of individuals with a particular genotype 

    Total # of individuals in a population

p + q = 1 

            p2 + 2pq + q2 = 1 (expansion)

Allele frequency:

∙ p =  freq. of dominant allele

∙ q = freq. of recessive allele

     Genotype frequency:

∙ p2 = freq. of homozygous dominant genotypes

∙ q2 = freq. of homozygous recessive genotypes

∙ 2pq = freq. of heterozygotes


1) If 9% of population is born with (ss) what  percentage of the population will be  more resistant to malaria because they are heterozygous (Ss) ? 

a. ss = q2 = 0.09 so q= 0.3

b. p=1­0.3 ; p=0.7

c. 2pq = 0.42

d. 42% of the population are heterozygous 

2) Within a population of butterflies, the color Brown (B) is dominant over white (b)  and 40% of the butterflies are white. Given this information calculate  a. The percentage of butterflies that are heterozygous 

i. bb= q2= 0.40 ; q=0.63

ii. p=1­0.63 ; p= 0.37

iii. 2pq = 0.47

iv. 47% of the population are heterozygous 

b. The frequency of homozygous dominant individuals 

i. p 2 = (0.37)(0.37) = 0.14 

ii. 14/100 are homozygous dominant

Hardy­Weinberg Principle – 

1) no mutations

2) no gene flow

3) random mating

4) no genetic drift

5) no selection

i. if p and q change then evolution has occurred

ii. conditions are rearly met 

Causes of Microevolution – 

1) Genetic mutations

a. Source of genetic variability 

b. Source of new alleles

2) gene flow

a. movement of alleles between populations

3) nonrandom mating (assortive mating and sexual selection)

a. we look for features instead of being random 

4) genetic drift

a. changes in a allele frequency due to random chance 

5) bottleneck effect

6) founder effect

a. when a new population is started from just a few individuals 

Types of Selection 

1) Natural Selection 

2) directional selection

a. individuals at one extreme are features

3) stabilizing selection

a. intermediate phenotype is favored 

4) disruptive selection

a. two or more extreme phenotype are favored over intermediates

5) balancing selection 

a. two or more alleles are kept in balance 

Example Problems 

1) Explain why selection can operate only on traits for which there is heritable  genetic variation 

2) Does sexual selection result in organisms becoming optimally adapted to their  environments? Explain 

3) Calculate relative fitness of bright and dull colored males under the scenario  described in  your reading

a. Bright males have a 5:1 advantage over dull birds in reproduction but suffer  1:3 disadvantage in predator avoidance 

b. The ratios became : 1;0.2 (advantage) 0.33;1 (disadvantage)

i. Bright male would sire an avg of (0.33x20) = 6.6 offspring/year

ii. A dull male would sire an average of (0.2 x20) = 4 offspring / year

4) Which of the following would be most useful in predicting the outcomes of  evolution ?

a. The relative fitness of the genes which encode the bright and dull coloration  5) Which of the following could account for an increase in the frequency of dull  males in the population?

a. A decrease in female preference for bright males

b. An increase in the number of hawks in the area 

c. An increase in female prefrence for dull males

What is a species 

1) Speciation – the splitting of one species into two 

2) Anagenesis – species formation without branching of the evolutionary line of descent 3) Define species:  A species is a reproductive community of populations (reproductively  isolated from others) that occupies a specific niche in nature; Interbreeding with common gene pool

Reproductive Isolating Mechanisms 

1)  Prezygotic

a. Prior to formation of zygote 

i. Habitat isolations

ii. Temporal isolations

iii. Behavioral isolations

iv. Mechanical isolation

v. Gamete isolation 

2) Postzygotic

a. After the zygote forms – prevent hybrid offspring from developing of breeding  i. Hybrid inevitability 

ii. Hybrid sterility 

iii. Hybrid breakdown 

Modes of Speciation 

1) allopatric speciation

a. two geographically isolated population of one species become different species  over time 

2) sympatric speciation

a. one population develops into two or more reproductively isolated groups  3) Adaptive Radiation

a. When members of a species invade several new geographically separate  environments (become adapted to different environments)  

Classification of Living Things 

∙ 1.74 million species are described

∙ 1­100 million species exist 

1) Taxonomy – branch of biology concerned with identifying naming and classifying  organisms 

a. Name­ one scientist name a species 

b. Identify – anyone with key can identify an organisms

c. Classify­ a group of species with its closest relatives 

∙ Binomial nomenclature: Genus + specific epithet

Classification categories 

1) Domain

2)  Kingdom

3) Phylum

4) Class

5) Order

6) Family

7) Genus

8)  Species


∙ Discover all species, reconstruct phylogeny of a group, classify accordingly 

Common ancestor 

∙ An organisms that gives rise to two new groups 

Phylogenetic tree characters (primitive, derived) 

1) Classification lists the unique characters of each taxon and is intended to reflect  phylogeny 

∙ Primitive: present in all members of a group and present in all common ancestor  ∙ Derived: present in some members of a group and absent in the common ancestor 

Tracing phylogeny 

1) Homology

a. refers to features that stem from common ancestor, homologous structures are  related to each other’s through common descent 

2) Analogy 

a.  the acquisition of a feature in distantly related line of descent, the feature is not  present in a common ancestor 

3) Parallel Evolution 

a. independent evolution of similar traits, starting from aa similar ancestral  b. condition (several species respond to similar challenges in a similar way) 4) comparative anatomy

a. Comparison of body structures and how they vary among species

5) Ontogeny 

a. The history of development of an individual organism during its lifetime Molecular Data 

1) Protein  

a. Type of molecular data used to indicate and judge relationships of species by  using immunological techniques and amino acid sequencing

2) RNA and DNA comparisons

a. Type of molecular data used to indicate and judge relationships of species by  looking at base­pair sequences

3) DNA­ hybridization 

a.  tells us what animals are most closely related 

Traditional Systematics 

1) Monophyletic groups 

a. ­ we want to have the phylogenetic tree because it shows the most recent common ancestor together with the descendent

2) Polyphyletic groups,

a. this is acceptable because members are traced to separate ancestors; does not  contain most recent common ancestor to the group 

3) Paraphyletic groups

a. includes common ancestor but not all descendants

Cladistics systematics 

∙ traces evolutionary history of the group under study 

∙ arrange taxa nto a cladogram which is a special type of phylogenetic tree  clade; an evolutionary branch that includes a common ancestor together with all of its descendent species 

The five­domain system of classification  

1) Animalia

2) Plantae

3) Fungi

4) Protista

5) Monera

The three­domain system of classification 

1) Domain eukarya

a. Uni/multi cellular organisms

b. Contains kingdoms : fungi, plantae, protists 

2) Domain bacteria 

a. Ubicates – found everywhere

3) Domain archaea 

a. found in extreme environment but can be found in a lot of places 


∙ obligate intracellular parasites 

∙ Cannot reproduce outside a living cell / inside living cell 

∙ Evolve quickly 

∙ All are infectious 

∙ Arise question if they are alive but they really are not 

Viruses structure 

1) Capsid 

a. Outer layer composed of protein subunits 

b. Some enveloped by membrane others “naked”

2) Nucleic Acid 

a. Single or double stranded

b. Circular or linear 

Classification of Viruses 

1) Type of nucleic acid (DNA/RNA)

2) Size/shape 

3) Presence / absence of outer envelope 

4) Needs host cell to infect 

Viral Replication/Reproduction  

∙ Bacteriophages – portions of capsid adhere to specific receptor on the host cell , hide  from immune system by coding themselves with your specific body proteins  ∙ Two different cycles: 

1) Lytic Cycle 

a. Immediate process where the virus effects the cell 

b. Attachment, penetration, biosynthesis, maturation, release

2) Lysogenic Cycle  

a. Longer process where virus stays in viral DNA and is passed down 

and responses to an environmental trigger 

b. Attachment, penetration, integration, biosynthesis, maturation, release  i. Ex. Chicken pox 

Human viral/emerging diseases: 

∙ emerging disease 

o disease that have appeared in a population for the first time or may have existed  previously 

o Zika virus 

 Problematic around the world may have herd immunity 

∙ Viral infections 

o Causing infections in plants and animals through respiratory tract and open  wounds

 Prions – protein molecules with contagious tertiary structure 

 Mis coded proteins leads to misforlding of other proteins which is 


∙ Tses (scrapie, mad cow disease) 

∙ cancer

The microbes within us

∙ Bacteria can be good and bad 

∙ Very important part of our lives 

∙ Microbes shape and sculpt our bodies  ∙ Influence our behavior and shape the way we think  ∙ Can accelerate the pace of animal evolution 

Page Expired
It looks like your free minutes have expired! Lucky for you we have all the content you need, just sign up here