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FSU / Biological Sciences / BSC 2010 / What is the meaning of phospholipid bilayer?

What is the meaning of phospholipid bilayer?

What is the meaning of phospholipid bilayer?


School: Florida State University
Department: Biological Sciences
Course: Biological Science I
Term: Fall 2019
Tags: Biology
Cost: 50
Name: BSC chapters 6-8 study guide
Description: These notes go over enzymes, cell transport, and other topics in chapters 6-8
Uploaded: 10/03/2019
7 Pages 115 Views 4 Unlocks

BSC 2010: Study guide for chapters 6­8 

What is the meaning of phospholipid bilayer?

Chapter 6: 

Prokaryotic cells are bacteria and archaea, have everything except for no nucleus and no  membrane­bound organelles, also may include pili or flagella to help to move

Eukaryotic cells is everything else like plants and animals, they have the basics and an internal  membrane which will help to separate independent organelles, have DNA within the nucleus,  organelles all have membranes around them, also these cells are typically larger than prokaryotic ones

­ All cells have a plasma membrane to intake supplies and release waste ­ The membrane is a phospholipid bilayer which is made up of phospholipids put together  with hydrophobic tails point in and the hydrophilic heads pointed out, this formation  makes the barrier

What is the meaning of cytology?

­ All cells, prokaryote and eukaryote, have a cytoplasm, ribosomes, chromosomes that are  DNA based, and a plasma membrane

Studying cells:

­ Cytology is studying cells by looking into a microscope at cells and writing what you see, and this is known as microscopy, and studying chemical makeup of different parts of  cells is biochemistry 

­ To study cells we isolate independent organelles through cell fractionation ­ To do this we use a centrifuge, which is when we put cells in a solution in a test tube and  spin it in the centrifuge, gravity forces the organelles to the bottom, and this forms a  pellet Don't forget about the age old question of What are the main types of rewards?

­ Some solutes stay mixed in the solution and this known as the supernatant ­ To make the pellet there needs to be a certain amount of force input which is the  threshold, and getting over the threshold makes the pellet (reached threshold force), and  going below the threshold makes the supernatant

What is the meaning of centrifuge?

­ Force= mass x acceleration, at a specific acceleration or speed of the centrifuge, with  more mass you need more force

­ Continue to spin the supernatant once you remove the pellet, you now get the medium  sized organelles out and continue the process until you get all of the organelles

Major Organelles of the cell: If you want to learn more check out What methods do historians use when informing about the past?

­ Cytoskeleton

­ Nucleus

­ Ribosomes

­ Chloroplasts

­ Mitochondria

­ The endomembrane system: everything is membrane bound

Pulse­Chase experiment:

­ Includes the Golgi apparatus, important vesicles, and the endoplasmic reticulum ­ The proteins are made by the ribosomes that are attached to the ER

­ Vesicles then bud from the ER which contain the newly made proteins ­ The vesicles go to the Golgi apparatus and merge into it, this tells us that the membranes  are interchangeable

­ The proteins move through organelles of the endomembrane system

­ To see all of this the Pulse­Chase experiment was made

­ They put radioactive leucine into amino acid, they will make new proteins that are  radioactive, and you can see them move in the cells and they dissect tissues at different  times to see the proteins moving

­ Then they will flood cells was a nonradioactive leucine to stop making radioactive  proteins and they can watch the other proteins We also discuss several other topics like What are the four main types of components that make up the cell membrane?

­ So the pulse of this experiment is the radioactive leucine proteins, and the chase is the  nonradioactive leucine proteins  If you want to learn more check out What are the benefits of lifelong learning?

Mitochondria and Chloroplasts:

­ Both of these organelles are similar to prokaryotic cells Don't forget about the age old question of Episodic memory means what?

­ They both have their own ribosomes, DNA, are enveloped in a double membrane, and  can somewhat independently grow more cells

­ Endosymbiont Theory 

o Mitochondria

 Has an outer and inner membrane with DNA molecules and ribosomes in  it

 The smooth outer membrane of the mitochondria goes over the inner  membrane which is folded in a cristae 

 There are spaces between the membrane, and this is the inner membrane and it includes a matrix within it

o Chloroplast

 This organelle also has an outer membrane with an intermembrane like the mitochondria, but it has a third set of membranes known as the thylakoid  membrane, and it also had its own ribosomes and circular DNA

Chapter 7: 

Membrane Structure and Function 

Fluid Membranes

­ Phospholipids are the lipid that makes up the plasma membrane

­ Move laterally within their half of the bilayer, and they are amphipathic because of their  hydrophobic and non­polar tails and hydrophilic and polar heads Don't forget about the age old question of Where is colombia located on the world map?

­ The proteins within the membrane get moved around because of the phospholipids  moving around in the membrane, this also forms the fluid mosaic model which says that  there are various proteins within the bilayer 

­ Other characteristic of the bilayer include: 

o Saturated which stick very close together and have a high density making it long  and hard to move

o Unsaturated has a lot more space because of carbon double bonds and has shorter  chains with a lower density

­ Cholesterol affects fluidity because it pulls the membrane together when temperatures  increase and they try to spread out, it also pushes them apart when temperatures lower  and they squeeze together too much; the cholesterol is a fluidity buffer 

­ Movement on one side of the membrane rarely happens maybe once a month, but it  moves laterally about 10^7 times per second

Membrane Functions 

­ Peripheral proteins are proteins in the membrane that are bound to the surface ­ A transmembrane protein will have one or more stretches of nonpolar amino acids that  are hydrophobic regions

­ The membrane will have selective permeability;

o Non­polar molecules can get through the membrane with simple diffusion o Yet larger more polar molecules will not be able to pass as easily

o Small polar molecules can make it, but it takes longer

o Molecules spreading out equally is diffusion 

o Even though molecules can move randomly in the diffusion of one group can be  moved in one certain direction

o Solutes move along a concentration gradient which is when density of a chemical  substance decreases or increases, high to low concentration is the direction it  moves

o A dynamic equilibrium is when many molecules are crossing a membrane in one  direction and other molecules are crossing in the other direction

o Molecules that move to equilibrium release energy

o No work gets put into moving down a concentration gradient

o Passive transport is when substances diffuse across the membrane and no energy  is released from the cell

o Facilitated transport is when a substance needs help getting across the membrane o If a substance needed facilitation and there was nothing to help the membrane  becomes impermeable, but then water will move to the higher concentration to  balance out the equilibrium


­ Movement along the gradient

­ Transmembrane proteins are channel and carrier proteins

­ Channel proteins open corridors for polar substances to get through the membrane ­ Carrier proteins take in solute from outside of the cell and then releases it inside of the  cell

­ Osmosis is how water diffuses across a selectively permeable membrane, water moves  from a low solute to a higher solute concentration

­ Ratio of solute concentration outside of a cell compared to the inside is tonicity ­ When the solute concentration on the inside and outside of a cell is equal with no water  movement this is an isotonic solution 

­ Solute concentration will be lower in the cell then outside of the cell and the cell is losing water is hypertonic solution 

­ When solute concentration is higher in the cell than outside of it the cell will gain a lot of  water and make a hypotonic solution 

Active Transport

­ This transport must have energy to move a substance across the membrane, because its  moving molecules against the concentration gradient

­ These reaction are all nonspontaneous

­ This one typically will use ATP for energy 

­ Transmembrane proteins are known as pumps 

­ The pumps take in the molecules along with ATP and transport them from low to high  solute concentrations

­ The different in voltages across a membrane is the membrane potential, voltages form  from negative and positive difference in placement across the membrane 


­ This is a combination of active and passive, so when one solute is being actively  transported it indirectly passive transports another molecule

Exo and Endo

­ These processes help move larger non­polar molecules in and out of the cell ­ When a transport vesicle moves to the membrane fuses with it and then releases  substances is exocytosis

­ A cell intaking a large molecule and making a vesicle from the plasma membrane is  endocytosis 

­ When cells engulf a substance into a vacuole and digest it by fusing with a lysosome is  phagocytosis 

Chapter 8: 

Metabolism is sum of organism’s chemical reaction

­ When a molecule processes and becomes a product this is the metabolic pathway, each  step in the pathway will be catalyzed by an enzyme that is specific to each reaction ­ Energy released from complex molecule will be broken down into simple sugars and this  is a catabolic pathway 

­ Cellular respiration is when the presence of oxygen breaks down a glucose which is a  pathway of catabolism 


­ Energy is released, exergonic 

­ Helps move reaction to equilibrium and its spontaneous 

­ Makes entropy increase 

­ So the reactants will have less stability and high energy and products become more stable with less energy making it – delta G

­ An example is break down or hydrolysis of ATP

­ ATP  ADP +iPO4


­ Consumes energy, endergonic 

­ Moving away from equilibrium and is nonspontaneous

­ This reaction intakes the energy and makes complex molecules from simple small ones ­ Decreases energy, reactant are more stable with less energy and makes products that are  less stable and have a lot more energy or + delta G

Forms of energy 

­ Energy is having the ability to cause change 

­ Kinetic energy is energy tied to motion

­ Potential energy is stored energy that is ready to be released for a chemical reaction ­ Thermodynamics is a study of transferring energy

­ Energy cannot be created or destroyed just transferred, is the first law of thermodynamics ­ Every energy transfer will cause an increase in entropy in the universe which is the  second law of thermodynamics

­ Entropy is the amount of disorder 

Order and Disorder 

­ Less order materials can be made into more ordered structures

­ Less ordered forms can replace more ordered forms by the organism

­ (G= Gibs Free Energy) is energy that will do work and this free energy is in living  systems

­ Free energy is measured by how instable a system will be and its change into a more  stable system

­ Spontaneous changes increase stability and free energy decreases it

­ Max stability is equilibrium

­ Difference between reactants and products on a graph is the change in free energy and if  negative is ­delta G and if positive +delta G

­ Energy from exergonic reaction gives out extra energy which powers and endergonic  reaction

Equilibrium and Metabolism 

­ In closed systems when a reaction happens it eventually reaches the equilibrium and a  system will stop working

­ Cells will never been in equilibrium because they are open systems because of the  constant influx of materials

Energy Flow 

­ ATPmovement of H+  high concentration of H+  exergonic flow of H+  movement  of sucrose  high concentration of sucrose

­ Every time it changes into the next excess energy is given off in the form of heat


­ Cells do mechanical, transport, and chemical work

­ Cells manage resources of energy by energy coupling to get this work done, and this is an endergonic reaction that will now be powered because of the exergonic reaction  ­ ATP mediates energy coupling in cells, and couples to any endergonic reaction ­ ATP gets coupled to any exergonic reaction, then it releases energy and its used to power  endergonic reactions

­ Energy gets brought into a cell from a series of catabolic reactions and this makes ATP


­ Chemical substance that makes a reaction proceed at an increases rate, without getting  consumed is a catalyst 

­ Catalytic proteins are enzymes

­ Breakdowns of sucrose by enzymes sucrase is an example of an enzyme catalyzed  reactions

­ These enzymes increase rate of reactions, and they are neither reactants nor proteins ­ All the chemical reactions between molecules are involved in breaking bonds then  forming them

­ Activation Energy (Ea) is a difference in energy between reactants and products and this  energy will often be supplied in the form of heat energy

­ Then it will make a reaction more energetically favorable when the activation energy gets lowered

­ Enzymes will bind directly to a reactant; this is a part of the enzyme that is the active site  where the reaction takes place

­ Enzymes react to substrates, and forms an enzyme­substrate complex, substrates bind to  the active site 

Enzyme Activity Regulation 

­ Cofactors will activate the enzymes, and are typically metal ions and inorganic ­ Repressors of enzymes are inhibitors

­ Competitive inhibitors bind to the active site and block substrates from binding ­ Noncompetitive inhibitors bind to the allosteric site and change the enzyme, so it won’t  work

­ How much an inhibitor is used depends on its concentration and the concentration of  substrates

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