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

Biology Exam 3 Study Guide

by: Alyssa Shriver

Biology Exam 3 Study Guide Bio 102

Marketplace > University of Tennessee - Knoxville > Biology > Bio 102 > Biology Exam 3 Study Guide
Alyssa Shriver
GPA 2.7

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

All the today's objectives are answered and these are all the notes on Exam 3.
Introduction to Biology
Dr. Jeremy Chandler
Study Guide
50 ?




Popular in Introduction to Biology

Popular in Biology

This 33 page Study Guide was uploaded by Alyssa Shriver on Thursday March 31, 2016. The Study Guide belongs to Bio 102 at University of Tennessee - Knoxville taught by Dr. Jeremy Chandler in Spring 2016. Since its upload, it has received 19 views. For similar materials see Introduction to Biology in Biology at University of Tennessee - Knoxville.


Reviews for Biology Exam 3 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: 03/31/16
Biology Study Guide  3/3 Lecture  What’s a population? o Group of organisms of the same species living in the same geographical  location  Population Ecology o Multidisciplinary science o Biology  o Geography o Meteorology o Mathematics  Ecology meshes with and is influenced by: o Genetics o Behavior and physiology o Evolution  Nomenclature of data o Independent variable­ variable that stands alone and is not influenced by  other variables o Dependent variable­ depends on other factors (usually the independent  variable) o (Independent variable) causes a change in (dependent variable) and it  isn’t possible that (dependent variable) could cause a change in  (independent variable)  o (Time spent studying) causes a change in (test score) and it isn’t possible  that (test score) could cause a change in (time spent studying)  Hypothesis testing o If your hypothesis is not supported, you accept the null hypothesis   Observational/ Discovery science o In this case taking data and creating a relationship with no set experiment o This type of science usually precedes experimental approaches in  Ecology  Brood Paratism o Is a form of kleptoparasitism. Brood parasites manipulate the behavior of  the host so that the host raises the young of the parasite instead of the  host’s own young.   Ex. Cuckoo   Parasitism rates are variable so the actual relationships are more complex o Picky birds often rely on evidence of cuckoo being around. (sight.. but  cuckoos are notoriously sneaky) o Some preliminary evidence relates social calls between affected species  (sightings of cuckoos) to increased pickiness in some birds on broods    Scientific Experiment o Makes Observations o Research the topic to find out what is already known o Ask a testable question o Turn the question into a hypothesis  o Make predictions o Conduct an experiment to test the predictions o Analyze the results to arrive at a conclusion   Ecology o Individual level: how an individual organism fares in its surroundings  o Population level: a group of individuals of the same species living and  interacting in the same region   A pack of wolves  o Community level: interacting populations of different species  Wolves prey on moose  Ticks infest moose  Moose feed on trees o Ecosystem level: species interacting with other species and the  environment  Moose eat the trees, changing the vegetation, which in turn  changes the landscape for other animals  Hot summers reduce the ability of moose to feed, affecting their  winter survival   Isle Royale, Canada o Track wolves and moose for many years to understand dynamic  fluctuations between these populations  Population ecology o Distribution pattern  Organisms distributed in geographic space  Depends on resources and interactions with other members of the  population  Reflect behaviorally or ecological adaption   Clumped Distribution o High­density clumps are separated by areas of low abundance  o When resources are unevenly distributed across the landscape o Or when social behavior dictates grouping   Random Distribution o May allow individuals to maximize their access to resources  o Individuals are equally likely to be anywhere within the area   Uniform Distribution o Individuals maximize space between them by being uniformly spaced  o Results from territorial behavior   Population Growth  o Difference between the birth rate and the death rate  o Influenced by  Immigration: movement of individuals into a population   Emigration: movement of individuals out of a population  o Types of population growth  Exponential growth  Unrestricted growth of a population increasing at a constant  growth rate   Logistic growth   Starts off fast and then levels off   Environmental factors will limit an organism’s ability to  reproduce   For example, access to habitat: the physical environment  where an organism lives and to which it is adapted  Today’s Objectives o In absence of technology, what is one way researchers can track large  animals?  “Genetic dogs,” genetic analysis, and scientific models to assess  habitat suitability for bears in an area linking the Greater  Yellowstone Ecosystem to the northern U.S Rockies o Explain the difference between independent and dependent variables  Independent variable: variable that stands alone and is not  influenced by other variable   Dependent variable: depends on other factors (usually the  independent variable) o Explain brood parasitism and why both accepter and rejecter host birds  exist  Is a form of kleptoparasitism. Brood parasites manipulate the  behavior of the host so that the host raises the young of the  parasite instead of the host’s own young.   Ex. Cuckoo  o Explain the 3 levels of ecology we discussed in class  Individual level: how an individual organism fares in its  surroundings   One wolf  Population level: a group of individuals of the same species living  and interacting in the same region   Pack of wolves   Community level  Interacting populations of different species o Wolves prey on moose o Ticks infest moose o Moose feed on trees  3/8 Lecture   Population Growth  o Types of population growth  Exponential growth  Unrestricted growth of a population increasing at a constant  growth rate  Logistic growth  Starts off fast and then levels off  Environmental factors will limit an organism’s ability to  reproduce  For example, access to habitat: the physical environment  where an organism lives and to which it is adapted o Various environmental factors such as food availability and access to  habitat limit an organism’s ability to reproduce  o Carrying capacity   The maximum number of individuals that an environment can  support given its space and resources   Upper limit on the size of any population o Size of a population may fluctuate around the environment’s carrying  capacity o Disease or food shortage cause population to shrink o Allows environment time to recover its food supply o Population may begin to grow again o Boom and bust  Liebig’s Law of the minimum o Growth rate is limited by a single limiting resource  Patterns of population growth  o Anything that affects the size of one population could affect the size of  other populations in the ecosystem as well o Isle Royale   Population Health o Ecologists use a variety of data to monitor the health of populations   Population Density  o Isle Royale: a number of factors influence the likelihood that wolves will  kill moose o Definition of population density  Number of organisms per given area  o Density­dependent factors  A factor whose influence on population size and growth depends on the number and crowding of individuals in the population   Such as predation o Density­independent factors  A factor that influences population size and growth regardless of  the numbers and crowding within a population  Such as weather   Population Control Mechanisms o Other factors affecting population size  Disease  Canine parvovirus  Climate Change  Less eating in warm weather  Warm weather favors ticks   Ecology o Community level: interacting populations of different species  Wolves prey on moose  Ticks infest moose  Moose feed on trees  Herbivore Enclosures o Long­term impacts of deer browsing o Changes for forest composition o Lower productivity and diversity  Ecosystem Engineers o An organism that modifies, creates or destroys habitat and directly or  indirectly modulates the availability of resources to other species, causing  physical state changes in biotic or abiotic materials   What’s happening to Honey Bees? o CCD­Colony collapse disorder o 30­40% of keepers’ bees are lost every year since 2006 o Silence of the Bees documentary posted to BB.  Role of Bees o  Bees are pollinators o Associated with evolution of flowering plants o Pollen  Small, thick­walled plant structures that contain cells that develop  into sperm o Pollination  Transfer of pollen from male to female plant structures so that  fertilization can occur o Without honey bees, we wouldn’t starve­ we would still have wheat, rice,  corn, and other crops that are either wind or self­pollinated­ but many of  our favorite foods might no longer grace our table   Community Ecology o 75% of flowering plants, or angiosperms, are dependent on insect  pollinators o Keystone Species  Species on which other species depend; hold community together o Community  Group of interacting populations of different species living together  in the same area   Reproductive structures of flowering plants o Male reproductive organ  Stamen: stem­like filament topped with a pollen­saturated anther o Female reproductive organ  Pistil: topped with a sticky “landing pad” (stigma)  Style: a tube­like passage from stigma to the ovary   Pollinators o Fertilized egg develops into an embryo­containing seed o Surrounding ovary becomes the fruit   Food Chains o Linked sequences of feeding relationships in a community  o Organisms categorized by who eats whom  Producers: autotrophs that supply energy to rest of food chain  Consumers: heterotrophs that eat producers  Predators: one organism feeds on the other (prey)  Herbivores: predation on plants, which may or may not kill the plant  Trophic Levels o In a food chain, energy flows in one direction: from producers to  consumers. Producers obtain energy from the sun. Consumers obtain  energy by eating producers. As consumers eat other consumers, the flow  of energy continues up the food chain. The passage of energy is not  efficient, however, as only 10% of energy makes it from one trophic level  to the next. The result is an energy pyramid   Producers like blueberry bushes obtain energy from the sun  Only 10% of the total energy form an organism is passed to  the next organism in the chain   Consumers like mice and hawks obtain energy by feeding on other  organisms  90% of energy is lost to metabolism, heat, and waster  between each trophic level  o The intersection of multiple food chains in a community results in a  complex food web. Individual organisms in the food web have multiple  important roles that keep the community healthy   Symbiotic Relationships o Symbiosis: relationship in which two different organisms live together,  often interdependently   Parasitism  Mutualism  Commensalism  o Parasitism: symbiotic relationship in which one member benefits at the  expense of the other   Toxoplasma gondii o A protozoan parasite that infects most species of warm blooded animals,  including humans, and can cause the disease toxoplasmosis  “Mind Control” by Microbes o In the human host, the parasites form tissue cysts, most commonly in  skeletal muscle, myocardium, brain, and eyes; these cysts may remain  throughout the life of the host   Today’s Objectives o Explain Liebig’s law of the minimum  Grow rate is limited by a single limiting resource. Resources can be habitat, nutrients or a plethora of many things. If one resource is  limited the growth rate will slow o Explain how we measure population growth and how we know when  carrying capacity has been reached  Calculated by subtracting death rate from the birth rate  Carrying capacity has been reached when a given amount of  recourses can only support a defined number of species  o Explain how cascades set in motion from both direct and indirect  ecosystem engineers can affect physical environments  Trophic cascades in ecological communities are defined as the  propagation of indirect effects between nonadjacent trophic levels  in a food chain or food web. Typically, cascades are driven by  predation from the top­down, with altered herbivore densities  mediating the ultimate effects on the biomass of primary producers. Predator traits and non­consumptive changes in the behavior of  prey can propagate cascading indirect effects, and variation in  nutrients or energy at the base of food webs may mediate  cascades from the bottom­up. When a predator in a food web  suppresses the abundance of its prey, thereby releasing the next  trophic level from predation.  o Explain the role of bees and why they are considered as keystone species  Bees are pollinators and associated with evolution of flowering  plants. Bees play a fundamental role in supporting the entire  community. While bees may not be the most abundant member of  the community, their loss has a huge impact on the community and  the ecosystem  o Explain the basis of trophic energy flow in food webs  Energy flows in multiple directions. Producers get their energy from  the sun. The consumers get their energy from the producers or  other consumers.  o Explain what a symbiosis is   A relationship in which two different organisms live together, often  interdependently 3/10 Lecture      Interspecific Interactions  o Interactions between species o Can be classified according to the effect on the populations concerned  ­/­ interactions occur when two populations in a community  compete for a common resource  +/+ interactions are mutually beneficial, such as between plants  and their pollinators   +/­ interactions occur when one population benefits and the other is harmed, such as in predation   Symbiotic Relationships o Symbiosis: relationship in which two different organisms live together,  often interdependently   Parasitism (+/­)  Mutualism (+/+)  Commensalism (+/0) o Parasitism: symbiotic relationship in which one member benefits at the  expense of the other  o Mutualism: symbiotic relationship in which both members benefit  o Commensalism: symbiotic relationship in which one member benefits  and the other is unharmed   Toxoplasma gondii o Protozoan parasite that infects most species of warm blooded animals,  including humans, and can cause the disease toxoplasmosis   “Mind Control” by Microbes o In the human host, the parasites form tissue cysts, most commonly in  skeletal muscle, myocardium, brain, and eyes; these cysts may remain  throughout the life of the host  Lichen o Algae or cyanobacteria living among filaments of a fungus in a symbiotic  relationship  o Lichen Structure   Lichen Members o Fungi  Protects the photobiont from exposure to intense sunlight and  desiccation  To absorb mineral nutrients from the underlying surface or from minute traces of atmospheric contaminants (heterotrophs) o Cyanobacteria/Algae  Synthesize organic nutrients from carbon dioxide (autotrophs)   In case of some cyanobacteria also fix nitrogen   Obesity and gut microbiota o Evidence suggests that obese and lean organisms have different gut  microbiota o Gut microbiota has been shown to affect fat storage and energy harvesting  which suggests that intestinal microorganisms may play a direct role in the  development of obesity o The intestine’s microbial population is complex but balanced  Antibiotic therapy disrupts this balance and may lead to poor digestion  or disease  Ex. Pseudomembranous colitis, which is caused by Clostridium difficile o Probiotics are living microbes that are ingested to restore the natural  microbial balance    The most commonly used genera are Bifidobacterium and  Lactobacillus   Clostridium difficile o C.diff­ soil borne gram positive spore forming bacteria that have optimum  growth potential at human body temperature  Spores survive harsh acidic conditions and allow the organisms to  colonize the colon  Can secrete enterotoxins which cause severe diarrhea and  inflammation   Easily spreads in hospital situations and have high characteristic  resistance to antibitoics   Gut Microbiota have effects in other species too o Vulture gut microbes help them to eat flesh loaded with toxic bacteria and  spores that would kill us   Commensalism? o Many of the normal flora, like Staphylococcus epidermidis of larger organisms neither hurt nor help their hosts   The ecological Niche o The space, environmental conditions, and resources that species need in  order to survive and reproduce   A population growing at a constant rate without checks will increase exponentially.  However, for most populations found in nature, as the population reaches its  carrying capacity, the growth rate slows and eventually remains at or near zero   Competing for resources o If niches overlap  Two or more species rely on same limited resources  Result is competition o Competitive exclusion principle   One of the competing species will be driven to extinction  o Species with similar niches compete for resources that may be limited  because of natural or human influences. Species may out­compete one  another or find a balance, depending on their foraging abilities and behaviors  Deception, Lies and Defense in Nature o Organisms have evolved very special ways to deal with both predation and  herbivory in their specific niches   Cryptic Coloration o Camouflage o Prey species can evolve in response to predation pressures o Predators may also evolve these features   Warning Coloration o A warning coloration is   A brightly colored pattern and  A way to warn predators that an animal has an effective chemical  defense   Mimicry o A form of defense in which one species looks like another species  Herbivory Defenses o Plants have evolved numerous defenses against herbivory, including  Spines,  Thorns, and  Chemical toxins   Today’s Objectives o Explain how to classify different interspecific interactions.  Interspecific interactions can be classified according to the effect on  the populations concerned. o Explain some effects of parasitic and symbiotic microbes with their hosts.  Lichen protects the photobiont from exposure to intense sunlight and  desiccation. Also absorbs mineral nutrients from the underlying surface or from minute traces of atmospheric contaminants.  Cyanobacteria/ Algae synthesize organic nutrients from carbon dioxide and cyanobacteria also fix nitrogen. o Explain how C. difficile infections often occur and how a fecal transplant  works to combat them.  Occur due to the soil borne gram positive spore forming bacteria that  have optimum growth potential at human body temperature. Spores  survive harsh acidic conditions and allow the organisms to colonize the colon. It can secrete enterotoxins which cause severe diarrhea and  inflammation. A fecal transplant can combat them by flushing out the  enterotoxins. o Explain how relationships between organisms can be hard to classify.  A relationship could have multiple types of relationships or also change over time. o Explain some strategies organisms might to alleviate the chance that they  might be competitively excluded.  Food portioning is when a species specializes on one food that another species can’t efficiently utilize  Generalist foraging patterns   Defensive behavior is when a species uses an aggressive defense of  food resources.   Ex. Chasing other species away from the available food source o Explain how coloration could be used by organisms in their environments.  Mimicry is when a species looks like another species   Ex. Sphinx moth larva   Warning Coloration is when a species warns predators that an animal  has an effective chemical defense   Ex. Skunk   Cryptic coloration is when a species can use camouflage is response  to predation pressures  Ex. Seahorse on coral  o Explain some mechanisms plants have evolved to defend against herbivory.  Spines, thorns and chemical toxins  3/22 Lecture  Ecosystem Biotic Trophic Structures o Primary consumers are called herbivores, which eat plants o Above the level of primary consumers are carnivores, which eat the  consumers from the level below   Secondary consumers eat primary consumers  Tertiary consumers eat secondary consumers  Quaternary consumers eat tertiary consumers  Ecosystem o Complex, interwoven system of interacting components o Includes both community of living organisms and features of the nonliving  environment  o Biotic and abiotic parts  o Dynamic systems  A Hierarchy of Interactions  o Many different factors can potentially affect an organism’s interaction with the  environment  Biotic factors are   All of the organisms in the area and  The living component of the environment   Abiotic factors  Are the environment’s nonliving component and  Include chemical and physical factors, such as temperature,  light, water, minerals, and air  Environmental Variability  o The abiotic factors in a habitat may vary  From year to year  Seasonally, or  Over the course of a day  Temperature o Temperature affects metabolism  Few organisms can maintain a sufficiently active metabolism at  temperatures close to 0 degrees C  Temperatures above 45 degrees C destroy the enzymes of most  organisms o Most organisms function best within a specific range of environmental  temperatures  Physiological Responses o Acclimation is   Gradual,  Reversible, and  A physiological adjustment to an environmental change  o The ability to acclimate is generally related to the range of environmental  conditions a species naturally experiences o Among vertebrates,  Birds and mammals can tolerate the greatest temperature extremes  because they are endotherms, while   Ectothermic reptiles can only tolerate a more limited range of  temperatures   Adjusting to Environmental Variability o Birds may adjust to cold by  Migrating to warmer regions (a behavioral response),  Growing heavier feathers (an anatomical response), or  Fluffing up their feathers to trap more heat (a physiological response)  Anatomical Responses o Many organisms respond to environmental challenges with some type of  change in   Body shape and  Structure o Reversible change, such as a heavier fur coat in response to cold, is an  example of acclimation  Water o Water is essential to all life o For terrestrial organisms, the main water problem is drying out o Aquatic organisms  Are surrounded by water and  Face problems of water balance if their own solute concentration does  not match that of their surroundings  Inorganic Nutrients o The distribution and abundance of plants are often determined by the   Availability of inorganic nutrients such as nitrogen and phosphorus and  The structure, pH and nutrient content of the soil  o In many aquatic ecosystems, the growth of algae, photosynthetic bacteria,  and heterotrophic bacteria is often limited by levels of   Nitrogen and   Phosphorus   Other Aquatic Factors o Aquatic but not terrestrial ecosystems are more limited by  The levels of dissolved oxygen,  Salinity,  Currents, and  Tides  Other Terrestrial Factors o Terrestrial but not aquatic ecosystems are more limited by  Wind,  Storms, or   Fire   Fire Fighting  o Forestry service adopted policy of suppression of all forest fires o Led to backlog of flammable tinder materials, which is largely thought to have  led to the modern day mega wildfires we are experiencing  o $ 3,500,000,000/ year to fight fires    Disturbance o Disturbance­ disturbance alters the chemical or organismal components of  an ecosystem o Disturbance is a normal part of some ecosystems  Disturbances in Communities o Disturbances are episodes that damage biological communities, at least  temporarily, by  Destroying organisms and   Altering the availability of resources such as mineral nutrients and  water   Disturbances in Communities and Ecosystems o Disturbances may cause  The emergence of a previously unknown disease  Opportunities for other organisms to grow   Ecological Succession  o Disturbances may cause a gradual replacement by other species in a process called ecological succession  o Primary succession begins  In a virtually lifeless area with no soil,  In place such as  The rubble left by a retreating glacier or   Lava flows   Ecological Succession  o Secondary succession occurs where a disturbance has  Destroyed an existing community but  Left the soil intact  o Examples of secondary succession are areas recovering from   Floods or   Fires   Ecosystem Ecology o    Energy flow  Is the passage of energy through the components of the ecosystem  Flows through and is ultimately lost o    Chemical cycling   Is the use and reuse of chemical elements such as carbon and  nitrogen within the ecosystem  Recycled within and between ecosystems  o Each day, Earth receives about 10^19 kcal of solar energy. o Most is absorbed, scattered, or reflected by the atmosphere or surface of  Earth   Primary Production  o The amount, or mass, of living organic material in an ecosystem is the  biomass o The rate at which an ecosystem’s producers convert solar energy to the  chemical energy stored in biomass  Is primary production  Yields about 165 billion tons of biomass per year  o Different ecosystems vary considerably in their primary production   Today’s Objectives o Explain how energy gets from the sun into a snake  The snake (tertiary consumers) consume secondary consumers. The  secondary consumers consume primary consumers who consume  producers. Producers get their nutrients from the sun. o Be able to interpret map range data and come up with hypotheses around  factors that might influence populations  o Compare and contrast adaptation vs. acclimation processes in organisms   Acclimation is gradual, reversible and a physiological adjustment to  an environmental change.   Ex. Birds and mammals can tolerate the greatest temperature  extremes because they are endotherms, while ectothermic  reptiles can only tolerate a more limited range of temperatures  Adaption refers to both the current state of being adapted and to the  dynamic evolutionary process that leads to the adaptation  Ex. Birds may adjust to cold by migrating to warmer regions,  grow heavier feathers or fluffing up their feathers to trap more  heat  o Explain the limitations in aquatic vs. terrestrial biomes  Aquatic but not terrestrial ecosystems are more limited by the levels of dissolves oxygen, salinity, currents and tides  Terrestrial but not aquatic ecosystems are more limited by wind,  storms, or fire  o Explain scenarios where disturbance could be good or bad for the functioning  of an ecosystem  Tree falling in a forest can provide more homes for other organisms o Explain the different levels of ecological succession  Primary succession beings  In a virtually lifeless area with no soil  In places such as o The rubble left by a retreating glacier or  o Lava flow   Secondary succession occurs where a disturbance has  Destroyed an existing community but  Left the soil intact  Ex. Floods or fires o Explain the differences between energy flow and chemical cycling in an  ecosystem  Energy flow is the passage of energy through the components of the  ecosystem  Flows through and is ultimately lost   Chemical cycling is the use and reuse of chemical elements such as  carbon and nitrogen within the ecosystem  Recycled within and between ecosystems   Lecture 3/24  Photosynthetic microorganisms contribute about 50% of Earth’s primary productivity   Biomes o A biome is   A major terrestrial or aquatic life zone,  Characterized by  Vegetation type in terrestrial biomes or   The physical environment in aquatic biomes o Aquatic biomes  Occupy roughly 75% of Earth’s surface and   Are determined by their   Salinity and  Other physical factors   o Freshwater biomes  Have a salt concentration of less than 1% and  Include lakes, streams, rivers, and wetlands o Marine biomes  Typically have a salt concentration around 3% and  Include oceans, intertidal zones, coral reefs, and estuaries   Freshwater Biomes o Freshwater biomes  Cover less than 1% of Earth,  Contain a mere 0.01% of its water,  Harbor about 6% of all described species  Are used of  Drinking water  Crop irrigation  Sanitation, and  Industry  Freshwater biomes fall into two broad groups:  Standing water­ includes lakes and ponds  Flowing water­ such as rivers and streams   Aquatic Biome portioning of life  o In aquatic biomes, the communities of plants, algae, and animals are  distributed according to the   Depth of water and  Distance from shore  Aquatic Life Zones o The photic zone, named because light is available for photosynthesis,  includes  The shallow water near shore and  The upper layer of water away from shore o The aphotic zone  Is deeper and  Has light levels too low to support photosynthesis  o The benthic realm is   At the bottom of all aquatic biomes,  Made up of sand and organic and inorganic sediments, and  Occupied by communities of organisms that are collectively called  benthos   Roles of nutrients in aquatic biomes o The amount of phytoplankton growth aquatic environments is typically  regulated by the nutrients available   Nitrogen and   Phosphorus  Rivers and Streams o Rivers and streams  Are bodies of water flowing in one direction and  Generally support quite different communities of organisms than lakes  and ponds o  Source Streams  Cold  Clear  Swift  Lower Nutrients  o Downstream  Warmer  Turbid  Slow  High Nutrients  Biomes o Aquatic: marine o Aquatic: freshwater o Tropical forest o Temperature forest o Grassland o Desert o Taiga o Tundra   Terrestrial Biomes o Terrestrial ecosystems are grouped into biomes primarily on the basis of their  vegetation type o A climograph is a visual representation of the differences in   Precipitation and   Temperature ranges that characterize terrestrial biomes   The effect of climate on biome distribution  o Heated by the direct rays of the sun, air at the equator  Rises,  Then cools, forming clouds, and   Drops rain  o This largely explains why rain forests are concentrated in the tropics, the  region from the Tropic of Cancer to the Tropic of Capricorn   Chemical cycling in ecosystems o All life depends on recycling of chemicals o Nutrients acquired are ultimately released by a waste by living organisms o Death­ nutrients and chemicals that make up organisms are returned to the  environment through decomposers   Biogeochemical cycling  o Biogeochemical cycles involve  Biotic components and   Abiotic components from an abiotic reservoir where a chemical  accumulates or is stockpiled outside of living organisms  o Biogeochemical cycles can be:  Local or   Global o Three important biogeochemical cycles are:  Carbon  Phosphorus and   Nitrogen   The Carbon Cycle o Carbon, the major ingredient of all organic molecules,  Has an atmospheric reservoir and   Cycles globally o The cycling of carbon between the biotic and abiotic worlds is accomplished  mainly by the reciprocal metabolic processes of   Photosynthesis and   Cellular respiration   The Phosphorus Cycle o Organisms require phosphorus as an ingredient of   Nucleic acids,  Phospholipids, and   ATP o Phosphorus is also required as a mineral component of vertebrate bones and  teeth  o The phosphorus cycle does not have an atmospheric component   The Nitrogen Cycle o Nitrogen is   An ingredient of proteins and nucleic acids and   Essential to the structure and functioning of all organisms o Nitrogen has two abiotic reservoirs  The atmosphere and  The soil  o The process of nitrogen fixation converts gaseous N2 to nitrogen compounds  that plants can assimilate  o Most of the nitrogen available in natural ecosystems comes from biological  fixation performed by two types of nitrogen­fixing bacteria   Some bacteria live symbiotically in the roots of certain species of  plants, supplying their hosts with a direct source of usable nitrogen   Free­living nitrogen­fixing bacteria in soil or water convert N2 to  ammonia, which then picks up another H+ to becomes ammonium  (NH4+)  What is a virus? o A virus is a noncellular particle that must infect a host cell, where it  reproduces  It typically subverts the cell’s machinery and directs it to produce viral  particles o Consist of nucleic acid (DNA or RNA) contained within a protective protein  capsid  o Viruses share some, but not all, characteristics of living organisms. o Viruses  Possess genetic material in the form of nucleic acids wrapped in a  protein coat,   Are not cellular, and   Cannot reproduce on their own   Bacteriophages o Bacteriophages, or phages, are viruses that attack bacteria  o Phages consist of a molecule of DNA, enclosed within an elaborate structure  made of proteins  o Phages have two reproductive cycles  In the lytic cycles  Many copies of the phage are produced within the bacterial cell, and  Then the bacterium lyses (breaks open)  In the lysogenic cycle,  The phage DNA inserts into the bacterial chromosome and   The bacterium reproduces normally, copying the phage at each  cell division   Today’s Objectives o Explain where the majority of primary productivity is derived in aquatic and  terrestrial biomes  Algal beds, coral reefs, estuary and tropical rain forest  o Explain how aquatic and terrestrial biomes are characterized  Characterized by   Vegetation type in terrestrial biomes or  The physical environment in aquatic biomes   Aquatic biomes are characterized by  Salinity and   Other physical factors   Terrestrial biomes are characterized by  The basis of their vegetation type o Explain the various zones we see in an ocean setting and how they interact in terms of energy flow and nutrient availability   The photic zone, named because light is available for photosynthesis, includes  The shallow water near shore and   The upper layer of water away from shore   The aphotic zone  Is deeper and   Has light levels too low to support photosynthesis   The benthic realm is   At the bottom of all aquatic biomes,  Made up of sand and organic and inorganic sediments, and   Occupied by communities of organisms that are collectively  called benthos  o Explain how by just looking at the picture of the Smokies today you could get  a general idea of what expected rainfall in the environment might be like  By looking at the picture of the Smokies you can get a general idea of  what expected rainfall in the environment might be like because of the  amount of rain that fell can dampen the ground. Also you can tell by  the humidity of the environment  o Explain the 3 important nutrient cycles we discussed today and where their  respective reservoirs are   Carbon Cycle  The major ingredient of all organic molecules o Has an atmospheric reservoir and o Cycles globally  The cycling of carbon between the biotic and abiotic worlds is  accomplished mainly by the reciprocal metabolic processes of  o Photosynthesis and  o Cellular respiration   The Phosphorus Cycle  Organisms require phosphorus as an ingredient of  o Nucleic acids,  o Phospholipids and  o ATP  Phosphorus is also required as a mineral component of  vertebrate bones and teeth   The phosphorus cycle does not have an atmospheric  component  The Nitrogen Cycle  Nitrogen is  o An ingredient of proteins and nucleic acids and o Essential to the structure and functioning of all organisms  Nitrogen has two abiotic reservoirs: o The atmosphere and  o The soil o Explain why a virus is non living but might be considered by some as living  A virus is a noncellular particle that must infect a host cell, where it  reproduces  It typically subverts the cell’s machinery and directs it to produce viral particles   Consist of nucleic acid (DNA or RNA) contained within a protective  protein capsid   Possess genetic material in the form of nucleic acids wrapped in a  protein coat,  Are not cellular, and   Cannot reproduce on their own  o Explain the lytic and lysogenic cycles in bacteriophages   In the lytic cycle,  Many copies of the phage are produced within the bacterial cell, and   Then the bacterium lyses (breaks open)  In the lysogenic cycle   The phage DNA inserts into the bacterial chromosome and   The bacterium reproduces normally, copying the phage at each  cell division  3/29 Lecture  Nutrient Pollution  o The growth of algae and cyanobacteria in aquatic ecosystems is limited by low nutrient levels, especially  Phosphorus and  Nitrogen o Nutrient pollution occurs when human activities ass excess amounts of  these chemicals to aquatic ecosystems o Nitrogen runoff from Midwestern farm fields has been linked to an annual  summer “dead zone” in the Gulf of Mexico  Eutrophication o Enrichment of an ecosystem with chemical nutrients, typically compounds  containing nitrogen, phosphorus, or both o Can cause  Reduction in oxygen in water  Algal blooms that secrete toxins, which foul water supplies  Algal “bust” after bloom leads to mass nutrients releases   Humans are very similar o Homo sapiens: biological species of humans o Highly similar to one another   How do we examine genetic code? o Build a representative library of genetic code for species we have  collected o Compare and contrast similarities and differences between specimens o These comparisons can help us asses relatedness, evolutionary descent  and even age of individuals   Molecular Clocks o The molecular clock is the temporal information contained in a  macromolecular sequence  Based on the acquisition of new random mutations in each round of DNA replication   Chick Eggs too  o An ancient retrovirus is thought to be the reason for characteristic “blue  eggs” in some chickens o Cause egg shell to absorb green­blue bile pigment called biliverdin  MOP common misconceptions  o Human evolution is not a ladder with a series of steps leading directly from an ancestral anthropoid to Homo sapiens  This is often illustrated as a parade of fossil hominins (members of  the human family) becoming progressively more modern as they  march across the page   Instead, human evolution is more like a multi­branched bush than a ladder   At times in hominin history, several different human species  coexisted  The Human Ancestry  o Humans are primates, the mammalian group that also includes  Lorises,  Pottos,  Lemurs,  Tarsiers,  Monkeys, and  Apes  Primates o Primates evolved from insect­eating mammals during the late  Creataceous period, about 65 million years ago  o Primates are distinguished by characteristics that were shaped by the  demands of living in trees. These characteristics include  Limber shoulder joints,  Eyes in front of the face,  Excellent eye­hand coordination, and  Extensive parental care   Primates­ 3 Main Groups  o The first group of primates includes  Lorises,  Pottos, and   Lemurs  o Tarsiers form the second group o The third group, anthropoids, includes   Monkeys, apes, the ape relatives of humans, and you  Humankind o Humans and chimpanzees have shared a common African ancestry for all but the last 5­7 million years o Chimpanzees and humans represent two divergent branches of the  anthropoid tree that each evolved from a common, less specialized  ancestor  o Our ancestors were not chimpanzees or any other modern apes   Becoming Human  o Hominid  Any member of the biological family Hominidae   Includes living and extinct great apes  Humans, orangutans, gorillas, chimpanzees, and bonobos   Other Misconceptions  o Different human features evolved at different rates o At separate times during human evolution, upright posture and an  enlarged brain evolved   What are two physical attributes that humans and chimpanzees clearly  differ by? o Present­day humans and chimpanzees clearly differ in two major physical  features. Humans are…  Bipedal and  Have much larger brains   Today’s Objectives o Explain how eutrophication can lead to dead zones and fish kills.  Eutrophication is the enrichment of an ecosystem with chemical  nutrients, typically compounds containing nitrogen, phosphorus, or  both. Eutrophication over pollutes the environment killing living  things by having “too much” of chemical nutrients o Explain the many diverse roles of viruses in biogeochemical cycling as  well as in our own genetic makeup.  Ocean viruses may turn over as much as 150 gigatons of carbon  per year­ more than 30 times the standing abundance of carbon in  marine plankton. Upon infection, the virus causes the cell to  relocate molecular machinery and raw materials, such as carbon  and other nutrients, toward DNA replication and production of viral  structural proteins. In some instances there may be grater uptake of nutrients and/or additional production of host machinery involved in  carbon fixation  o Explain the molecular clock and the tool that researchers and we used in  class to find identities of unknown DNA sequences.  The molecular clock is the temporal information contained in a  macromolecular sequence. The Basic Local Alignment Search Tool is a program that allows researchers to search and compare DNA,  RNA, and protein sequences against known databases for  identities of organisms they are interested in   o Explain why the march of progress image is not evolutionary  representative of our natural history.   Human evolution is not a ladder with a series of steps leading  directly from an ancestral anthropoid to Homo sapiens   This is often illustrated as a parade of fossil hominins  becoming progressively more modern as they march across  the page  Instead, human evolution is more like a multi­branched bush  than a ladder 3/31/16 Lecture   Becoming human o Hominid  Any member of the biological family Hominidae o Includes living and extinct great apes  Humans, orangutans, gorillas, chimpanzees, and bonobos   What are two physical attributes that humans and chimpanzees clearly  differ by? o Present day humans and chimpanzees clearly differ in two major physical  features. Humans  Are bipedal and  Have much larger brains  Bipedalism  o Bipedalism probably evolved first  Before there was the genus Homo, several hominin species of the  genus Australopithecus walked the African savanna  Scientists are now certain that bipedalism is a very old trait   Evidence of change  o Researchers can turn to microbial fossil records to understand conditions  that may have existed in region lakes   Becoming human o Ardipithecus ramidus (4.4 million years ago)  Small brain  Bones show it could walk upright o Australopithecus (2.6 million years ago)  Could walk upright  Lived on ground  Tools  Homo Habilis o “handy­man”  Had a larger brain, intermediate in size between Australopithecus  and modern humans,  Walked upright, and  Made stone tools that enhanced hunting, gathering, and  scavenging on the African savanna  Homo erectus  o 800,000 years ago o Controlled fire o Was the first species to extend humanity’s range from Africa to other  continents o The global dispersal began about 1.8 million years ago o Homo erectus   Was taller than H. habilis and  Had a larger brain   Homo neanderthalensis  o Homo erectus gave rise to   Regionally diverse descendants in Europe and Asia and  Homo neanderthalensis, commonly called Neanderthals o Neanderthals  And modern humans last shared a common ancestor about  500,000 years ago and  Interbred with some Homo sapiens   Homo sapiens o Between 200,000 years ago­ fossil evidence o Oldest DNA 45,000 from Siberian sample  o Long childhood development to adult form  o Big brains   Origin and dispersal of homo sapiens o The oldest known fossil of our own species, Homo sapiens  Were discovered in Ethiopia and  Date from 160,000 to 195,000 years ago o DNA studies strongly suggest that all living humans can trace their  ancestry back to a single African Homo sapiens lineage that began  160,000 to 200,000 years ago    Humans evolved in Africa o “Out of Africa” hypothesis is currently the most widely supported theory  o Humans originated in Africa   o A group migrated to other continents o Additional fossil evidence shows modern humans lived in Africa at time of  “mitochondrial Eve” o Perform genetic analysis to confirm common ancestry  o Mitochondrial DNA   DNA in mitochondria is inherited solely from mothers   mtDNA mutates at regular rate  mother with a mutation in her mtDNA will pass it to all her children  can track human ancestry and build evolutionary tree:  “mitochondrial Eve­ mtEve” o Mitochondrial EVE  Is not fixed individual   Had a mother  Was not the only woman of her time   Origin and dispersal of homo sapiens  o Fossil evidence suggests that our species emerged from Africa in one or  more waves. o The oldest fossils of H. sapiens outside of Africa are 50,000 years old. o The oldest fossils of humans in the New World are uncertain, but are at  least 15,000 years old. o Certain uniquely human traits have allowed for the development of human  societies. o The primate brain continues to grow after birth and the period of growth is  longer for a human than for any other primate. o The extended period of human development lengthens the time for  parents to care for their offspring and pass along culture.  Three recent lineages can account for much of our genetic diversity  o Homo sapiens o neanderthal


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!"

Anthony Lee UC Santa Barbara

"I bought an awesome study guide, which helped me get an A in my Math 34B class this quarter!"

Jim McGreen Ohio University

"Knowing I can count on the Elite Notetaker in my class allows me to focus on what the professor is saying instead of just scribbling notes the whole time and falling behind."

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.