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

Exam 1

by: Haley Genchur
Haley Genchur
GPA 3.98

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

Everything you need to know for Swigonova's first exam
Study Guide
50 ?





Popular in Biological Sciences

This 25 page Study Guide was uploaded by Haley Genchur on Friday December 18, 2015. The Study Guide belongs to 805.0 at University of Pittsburgh taught by Swigonova,Zuzana in Fall 2015. Since its upload, it has received 25 views. For similar materials see THE HUMAN BODY in Biological Sciences at University of Pittsburgh.

Popular in Biological Sciences


Reviews for Exam 1


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: 12/18/15
LECTURE 1: WHAT IS LIFE Hierarchy of Life atom: the smallest unit of an element composed of protons, neutrons,  and electrons molecule: union of two or more atoms of the same or different  elements cell: the smallest structural and functional unit of all living things tissue: group of similar cells that have the same structure and function organ: composed of tissues functioning together for a specific task organ system: composed of several organs working together organism: collection of organ systems population: organisms of the same species in a particular area community: interacting populations in a particular area ecosystem: a community plus the physical environment biosphere: regions of the Earth's crust, waters, and atmosphere  inhabited by living organisms  The Characteristics of Life 1. Made of Cells (Organized) 2. Acquire Materials and Energy 3. Maintain Homeostasis 4. Respond to Stimuli 5. Reproduce and Grow 6. Pass Hereditary Information to Offspring  Name a Biological Entity that does Not Fall into the Category of  Living Organisms ­Viruses: capsule made of proteins but don't have membranes (not  made of cells); also need a host to reproduce (cannot reproduce alone) ­Prions: (proteins)  1. Made of Cells/Organized ­Cells are the basic structural and physiological units of all living  organisms ­Cells are both distinct entities and building blocks of more complex  organisms  ­Hierarchy of Life  2. Acquire Materials and Energy ­Photosynthesis, Respiration, Fermentation, Metabolism, Anabolism,  Catabolism  ­Metabolism= all the chemical reactions that occur within a cell ­ATP=energy of a cell ­We need oxygen for energy, it allows us to generate more ATP that is  required for the energy transformation process  3. Maintain Homeostasis ­Homeostasis= the ability of a cell or an organism to maintain an  internal environment that operates under specific conditions ­All the systems of the human body help maintain homeostasis ­EX. heart rate (70­80 bpm), blood pressure (120/70), body temperature (98.6), amount of water in the body, blood sugar ­Why do you cover yourself with a blanket when sleeping? Your  metabolism slows down at night­­>temp slows down, in heaviest sleep  when temp is lowest, temp highest before going to sleep  *A high fever in the morning is reason to worry  4. Respond to Stimuli ­External (visual; phobia; phototropism when plant placed at window,  loud noise, hot stove) vs Internal (blood clotting; hunger)  5. Reproduce and Grow ­Fertilization, Zygote, Growth, Development ­Reproduce= pass on genetic information to the next generation ­Growth= increase in size and often number of cells ­Development= all the changes that occur from the time the egg is  fertilized until death ­Information in DNA contained in genes  6. Pass Hereditary Information to Offspring ­Evolution occurs in populations (we are not evolving) ­DNA= deoxyribonucleic acid, contains genetic information of all life ­Genes= contain the DNA, short sequences of hereditary material that  specify the instructions for a specific trait ­Mutation= basis of evolutionary change! ­Evolution: process by which a population changes over time...occurs  through natural selection...when a new variation arises that is  beneficial, those members tend to survive and have more offspring,  therefore each generation will have more members with that variation  which represents an adaptation to the environment  The Tree of Life: Humans are Related to Other Animals: The Three  Domains 1. Bacteria: contain prokaryotes (one­celled organisms that lack a  nucleus) 2. Archaea: contain prokaryotes (one­celled organisms that lack a  nucleus) 3. Eukarya: Contain cells that possess a nucleus, some are single­celled, others are multicellular  1. Bacteria ­Prokaryotic cells of various shapes ­Adaptations to all environments ­Absorb, photosynthesize, or chemosynthesize food  2. Archaea ­Prokaryotic cells of various shapes ­Adaptations to extreme environments ­Absorb or chemosynthesize food  3. Eukarya ­Divided into one of four kingdoms: plants, fungi, animals, and protists  Eukarya: Kingdom Plants ­Certain algae, mosses, ferns, conifers, and flowering plants ­Multicellular, usually with specialized tissues, containing complex  cells ­Photosynthesize food  Eukarya: Kingdom Fungi ­Molds, mushrooms, yeasts, ringworms ­Mostly multicellular filaments with specialized, complex cells ­Absorb food  Eukarya: Kingdom Animals ­Sponges, worms, insects, fish, frogs, turtles ­Multicellular with specialized tissues containing complex cells ­Ingest food ­Most organisms in this kingdom are invertebrates (worms, etc);  vertebrates are animals that have a nerve cord protected by a vertebral  column *Humans did NOT evolve from apes­­> humans and apes share a  COMMON ANCESTOR *Humans: highly developed brain, abstract thinking, upright stance,  creative language, usage of a variety of tools LECTURE 2: HOW SCIENTISTS WORK Science A way of knowing about the natural world, aim is to be objective  Scientific Method Provides a general framework for how scientists study the world around  them 1. Observation 2. Scientific Question 3. Hypothesis 4. Prediction 5. Experiment 6. Conclusion  1. Observation New observations are made and previous data are studied  2. Scientific Question The problem at hand..."can this happen? How can we prevent/cause this?"  3. Hypothesis This is the cause of that...the answer you think you'll find...possible  explanation for a natural event, based on existing knowledge.  A testable statement ­Can a hypothesis be proven true? NO, only supported ­ex "Antibiotic B is a better treatment for ulcers than antibiotic A"  4. Prediction A prediction of what the results will be..."based on the hypothesis, this  will be seen" ex. "based on all cells from cells theory, only cells detected  in one flask with exposure to preexisting cells"  5. Experiment The hypothesis is tested by experiment or further observations Keep  all conditions constant except for experimental variableaka independent  variable (manipulated), also has a dependent variable (measured) ­test groups: exposed to the experimental variable, manipulated in an  experiment, receives identical treatment as other groups except for one  variable ­control groups: not exposed to experimental variable, not manipulated in  an experiment, used as a foundational point for comparison, might receive  a placebo  6. Conclusion The results are analyzed and the hypothesis is supported or rejected ­the uncertainty of data is called standard error  Case Study 1: The Childbed Fever ­Dr. Semmelweis, Vienna General Hospital 1. Observation: Semmelweis observed the high death rate (20% of patients in Division I dying after childbirth) 2. Scientific Question: Why was there a much higher mortality rate in DI? 3. Hypothesis: Semmelweis claimed that bacteria (contamination from  cadavers) was the cause of the higher death rate in DI. 4. Prediction: If medical doctors would wash their hands with chlorinated  lime, the death rate would decrease in DI. 5. Experiment: Enforce strict hand washing policy amongst male medical  students and colleagues in DI, all required to wash with chlorinated lime  water before attending patients. 6. Conclusions: When male physicians washed their hands, the mortality  rate in DI dropped significantly. This supports the hypothesis that bacteria  (contamination from cadavers) was the cause of the higher death rate in  DI.  Louis Pasteur and the Cell Theory ­Louis Pasteur, founder of microbiology ­Spontaneous generation hypothesis: things/cells appear from nowhere  (wrong) ­All­cells­from­cells hypothesis: cells come from pre­existing cells 1. Observation: Noticed cells appearing 2. Scientific Question: Can microorganisms arise spontaneously in a  nutrient broth or do they appear only when a broth is exposed to a source  of preexisting cells? 3. Hypothesis: Pasteur claimed all cells come from cells...cells cause other  cells to appear. 4. Prediction: Based on all­cells­from­cells theory, cells will only be  detected in a broth that has exposure to preexisting cells. 5. Experiment: Two treatment groups: one with exposure to source of  preexisting cells and one without, used swan­neck flasks to investigate  whether cells arise spontaneously. 6. Conclusions: Cells arise from preexisting cells, not spontaneously from  nonliving material.  Robert Koch and the Germ Theory ­To establish a causal relationship between a microorganism and an  infection, Koch's postulates must be fulfilled: 1. The microorganism must be detectable in the infected host at every  stage of the disease 2. The microorganism must be isolated from the diseased host and grown  in pure culture 3. When susceptible, healthy animals are infected with pathogens from the pure culture, the specific symptoms of the disease must occur 4. The microorganism must be re­isolated from the now diseased animal  and correspond to the original microorganism in pure culture  Barry Marshall and the Cause of Stomach Ulcers ­Claimed stomach ulcers are caused by H. pylori, not stress! ­H. pylori survives stomach acid and neutralizes the environment around  them  ­Hypothesis: Ulcers are caused by bacterium H. pylori ­How did Dr. Marshall apply Koch's postulates? 1. Microorganism H. pylori detected in host 2. H. pylori isolated from diseased host and grown in pure culture 3. Subjected himself!! Drank H. pylori, experienced exact symptoms 4. Made complete link between disease and causative agent!  Controlled Study: Which of Two Antibiotics Best Treats an Ulcer? ­Hypothesis: Newly discovered antibiotic B is a better treatment for ulcers  than antibiotic A, which is in current use.  ­3 experimental groups: one control group and 2 test groups ­Reduce number of possible variables among groups such as age, gender,  health, etc...randomly divide ­All subjects in experiment must sign consent, have symptoms, and think  they all receive the same treatment ­Control group: subjects with ulcers are not treated with either antibiotic,  received placebo ­Test group 1: Subjects with ulcers are treated with antibiotic A ­Test group 2: Subjects with ulcers are treated with antibiotic B ­Collect data: each subject was examined for the presence of ulcers,  endoscopic examination, double­blind study (neither patient nor technician aware of specific treatment) ­Conclusion: Hypothesis supported: antibiotic B is a better treatment for  ulcers than antibiotic A. LECTURE 3: CHEMISTRY OF LIFE Atoms ­the smallest unit of an element that still retains the chemical and physical  properties of the element: most simplistic particle of living biomass ­Subatomic particles: Protons (+) and Neutrons (0) in nucleus, and  Electrons (­) moving about nucleus in electron shell ­atoms are neutral (protons and electrons cancel, always have the same  number) ­most of an atom is empty space  Practical Atom Drawing ­1st energy shell: MAX 2 electrons ­2nd energy shell: MAX 8 electrons ­Best to have inner shells at 2 and outer shells at 8 to make a happy atom  (mosts stable when shells are full) ­outer shell is called the valence shell  The Periodic Table ­atomic symbol: H, Fe, Cl ­atomic number: the number of protons in the nucleus; all atoms of an  element have the same number of protons in the nucleus ­mass number: the sum of the protons and neutrons in the nucleus; each  atom has its own mass number depending on the number of subatomic  particles in that atom ­atomic mass: (number with decimals) is the average of the AMU for all  the isotopes of that atom *to determine the number of neutrons, take the  number of protons and subtract that from the atomic mass, round to the  nearest whole number  Isotopes ­Protons and electrons in an atom are always the same, but neutrons can  differ­­> isotope ­isotopes of the same atom have the same number of protons (same atomic number) but different numbers of neutrons (different mass numbers) ­Can determine the number of neutrons for an isotope by subtracting the  atomic number for that element from the mass number (ex. C14 has 8  neutrons because carbon's atomic number is 6)  Radioisotopes ­release various types of energy in the form of rays and subatomic  particles ­behaves the same chemically as the stable isotopes of an element­­>  becomes a tracer, radiation can be good (safety of food) or bad  (radioactive substances in environment) ­used to make tracers and radioactive labels or to kill bacteria and viruses  Molecules ­oxygen (O2): means 2 atoms in oxygen molecule ­carbon dioxide (CO2): means 1 carbon, 2 oxygen ­molecule: formed by atoms bonding with one another, can contain atoms  of the same type or atoms can be different ­When the atoms joined are different, acompound is formed  Ionic Bonding ­During an ionic reaction, atoms give up or take on an electron or  electrons to achieve a stable valence shell ­ions: particles that carry either a positive or a negative charge ­positive charge: more protons than electrons ­negative charge: more electrons than protons ­The attraction between oppositely charged sodium ions and chloride ions  forms an ionic bond ­Complete transfer of electrons: taking and giving away ­the strong attraction of opposite charges holds the bond together ­ex. NaCl  Covalent Bonding ­Atoms share electrons ­overlapping outermost shells ­each atom contributes one electron to theshared pair ­electrons belong to both bonded atoms ­single bond: atoms share one pair of electrons (2 total in the middle) ­double bond: atoms share two pairs of electrons (4 total in the middle) ­triple bond: atoms share three pairs of electrons (6 total in the middle) ­structural formula: O=C=O (each line represents a pair of shared  electrons) ­molecular forumla: CO2 ­A covalent bond in which electrons are NOT shared equally is called  a polar covalent bond  Atoms Combining into Molecules ­Law of Conservation of Mass: when chemical bonding occurs there is no  matter lost; matter is neither created nor destroyed in a chemical reaction  Water ­Life cannot exist without water ­Animals and plants made up of 70­90% water ­Aquatic organisms do not need such a retention of water as land  organisms ­Retention of water developed as an adaptation essential for life in dry  land environment ­Water essential for structure and function of a living organism  Water: Polar ­Water is a polar molecule (hydrogen bonds): attracts others that have  charge (hydrophilic) ­Ability of ice to float, melting and freezing temperatures, water stores  heat, forms water droplets ­In water, the electrons spend more time circling the oxygen atom than the hydrogens because oxygen has a greater ability to attract electrons than do  the hydrogen atoms ­Negatively charged electrons are closer to the oxygen atom, so  the oxygen atom becomes slightly negative ­Hydrogens are slightly positive ­the partial charge allows hydrogen bonds to form temporarily between  water molecules ­BASICALLY the bonds between water molecules are hydrogen bonds  but the bonds between oxygen and hydrogen atoms are covalent bonds  Hydrogen Bonds the attraction of a slightly positive, covalently bonded hydrogen to a  slightly negative atom in the vicinity ­usually occur between a hydrogen and either an oxygen or nitrogen atom ­dotted line, relatively weak, can be broken easily ­responsible for water being a liquid at temperatures typically found on the Earth's surface ­What they lack in strength, they make up for in abundance  Polar Covalent Bonds ­a bond where electrons are unequally shared, resulting in more electrons  orbiting certain atoms than others (electrons orbit oxygen more than  hydrogen)  Water Orientation ­Each oxygen atom (negative charge) will be opposite two hydrogen  atoms (positive charge)­­> hydrogen bond generated  Properties of Water 1. Water Has a High Heat Capacity 2. Water Has a High Heat of Evaporation 3. Water is a Solvent 4. Water Molecules are Cohesive and Adhesive 5. Frozen Water is Less Dense than Liquid Water  1. Water Has a High Heat Capacity calorie: amount of heat energy needed to raise the temperature of 1 gram  of water 1 degree Celsius ­Great capacity to absorb and retain heat ­hydrogen bonds help water to absorb heat without a great change in  temperature ­temperature of water rises and falls slowly, better able to maintain our  internal temperature (homeostasis) and we are protected from rapid  temperature changes ­Temps along coasts are moderate: Oceans absorb and store heat in the  summer and slowly release it during the winter  2. Water Has a High Heat of Evaporation ­hydrogen bonds must be broken before water boils ­gives our bodies an efficient way to release excess body heat in a hot  environment ­Sweating  3. Water is a Solvent ­Dissolves a great number of substances, especially those that are also  polar ­Facilitates chemical reactions both outside and within living systems ­solution contains dissolved substances which are then called solutes ­Example: when ionic compounds are put into water (NaCl ex.) the  negative ends of the water molecules are attracted to the sodium ions and  the positive ends are attracted to the chloride ions: dissociate in water ­hydrophilic: molecules that can attract water (polar) ­hydrophobic: molecules that cannot attract water (nonpolar) (ex. oil and  water)  4. Water Molecules are Cohesive and Adhesive ­Cohesion: the ability of water molecules to cling to each other during  hydrogen bonding; surface tension created ­Adhesion: the ability of water molecules to cling to other polar surfaces ­At any time a water molecule can form hydrogen bonds with up to  four other water molecules  5. Frozen Water is Less Dense than Liquid Water ­Ice floats on liquid water: allows life to flourish under the ice ­As liquid water cools, molecules come closer together ­What will happen with a glass jar full of water left in the winter outside  your house? All 4 bonds will form and the glass will break  Acids and Bases ­When water molecules dissociate (break up) they release an equal number of hydrogen ions (H+) and hydroxide ions (OH­) ­pH value of water is 7 (10 to the ­7 power) ­Water acts as a weak acid and a weak base  Acidic Solutions ­acids: substances that dissociate in water, releasing hydrogen ions (H+) ­proton donor ­lemon juice, vinegar, tomatoes ­H+ concentration is greater than the OH­ concentration  Basic Solutions ­bases: substances that either take up hydrogen ions (H+) or release  hydroxide ions (OH­) ­proton acceptor ­bleaches, soaps, toothpaste, baking powder, cleaners ­OH­ concentration is greater than the H+ concentration  pH Scale ­used to indicate the acidity or basicity (alkalinity) of a solution ­ranges from 0 to 14 ­0­6 acidic, 7 neutral (H+ and OH­ are equal) , 8­14 basic ­as we move up the scale from 0­14, each unit is 10 times more acidic than the previous unit  Why does pH Matter? ­Living things function best in a near­neutral (pH 6­8) although some  systems in living things have different pH requirements (interior of  stomach pH as low as 1, blood in arteries pH about 7.4) ­Constant pH of the environment is required for proper functioning  (enzyme changes its shape when exposed to too acidic solutions,  disruption of cell membrane due to pH usually results in cell death) ­Organisms have developed acid­base buffering systems  Buffers ­pH stability is possible because the body and the environment have  buffers to prevent pH changes ­Buffers help keep the pH within normal limits because they are chemicals or combinations of chemicals that take up excess H+ or OH­ LECTURE 4: MOLECULES OF LIFE Four Categories of Organic Molecules 1. Carbohydrates 2. Lipids 3. Proteins 4. Nucleic Acids ­All unique to cells ­Know each one's function in relation to cell, tissue, and the organism ­Organic= molecule containing carbon and hydrogen, associated with  living organisms  Substances Found in Living Tissues ­Mostly water, followed by macromolecules, then ions and small  molecules ­Regarding macromolecules: mostly proteins, followed by nucleic acids,  followed by carbs and then lipids  Macromolecules ­macromolecule: (carb, lipid, proteins, nucleic acid) contains many  subunits ­dehydration reaction: type of synthesis reaction­­> constructing a  macromolecule. During a dehydration reaction, a OH and an H (the  equivalent of a water molecule)(H20) are removed as the molecule forms ­hydrolysis reaction: breaking downmacromolecules, components of  water are added during the breaking of the bond between the molecules  Carbohydrates ­presence of the atomic grouping H­C­OH, where the ratio of hydrogen  atoms H to oxygen atoms O is 2:1 ­function for quick and short term energy storage ­simple, immediate source of energy ­Complex: modified before the body can use, some structural some storage ­Sugars  Simple Carbohydrates ­Monosaccharide: carbohydrate made up of just one ring and number of  carbon atoms is between 5 and 7, nonbranched ­glucose, fructose (fruits), galactose (milk), deoxyribose ­glucose: primary energy source for brain cells, C6H12O6, immediate  source of energy, ex. apple ­Disaccharide: made by joining only two monosaccharides together by a  dehydration reaction ­sucrose, lactose  Complex Carbohydrates ­Polysaccharides: contain many glucose units, branched ­starch, glycogen, cellulose, chitin ­Starch: slower energy release (ex. bagel), readily stored form of glucose  in plants, fewer side branches/chains, potatoes/corn/wheat, glucose enters  bloodstream and the liver stores glucose as glycogen (must be  transformed/broken down) ­Glycogen: readily stored form of glucose inanimals, more side  branches/chains, liver/muscles  Structural Carbohydrates (Fiber in the Diet) ­Soluble and Insoluble Fiber ­Fiber is mainly composesd of the undigested carbs that pass thorugh the  digestive system ­Most fiber derived from plants ­Not a nutrient ­Soluble Fiber: pectin, gum, fruits/oat grains/nuts, forms gel­like paste  that softens stool/dissolves in water ­Slows down digestion, stays there longer, thus increases absorption and  the feeling of fullness ­Binds cholesterol and facilitates its removal from the body, does not  contribute to glucose levels in the body ­Insoluble Fiber: lignin, cellulose, wheat bran/nuts/seeds/fruit skin/brown rice/veggies, bulk of fecal material, attracts water and makes stool  softer, faster moving through the digestive system ­Note on cellulose: found in plant cell walls, unable to digest: largely  passes through our digestive tract as fiber or roughage  Lipids ­Common lipids: fats, oils, cholesterol, hormones ­C, H, O ­Do NOT readily dissolve in water: hydrophobic (made of carbon and  hydrogen which are non­polar molecules) ­Do NOT possess the monomers­to­polymers structure seen in other  biological molecules; no one structural element is common to all lipids (no simple general structure) ­FUNCTION: Energy (most energy­rich molecule for the body),  cushioning and insulation, components of cellular membranes  (phospholipids), padding around structures and internal organs  Fats & Oils fats: usually of animal origin, solid at room temperature oils: usually of plant origin, liquid at room temperature ­a fat is sometimes called a triglyceridebecause of its three­part structure:  made of glycerol (core of molecule) and three fatty acids; dehydration  reaction, formed when three fatty acids combine with glycerol by  dehydration synthesis reactions. The reverse reaction starts the digestion  of fat; hydrolysis introduces water, and fatty acid­glycerol bonds are  broken  ­fatty acid: a carbon­hydrogen chain that ends with the acidic group  COOH. Either saturated or unsaturated  Saturated Fats ­saturated fatty acids: have no double bonds between the carbon atoms,  chain is saturated with all the hydrogens it can hold, naturally occurring,  solid at room temperature  Unsaturated Fats ­unsaturated fatty acids: have double bonds in the carbon chain wherever  the number of hydrogens is less than two per carbon, naturally occurring,  liquid at room temperature  Saturated and Unsaturated Fats Differ..... ­In the number of hydrogen atoms present  Trans Fats ­trans fats: most harmful, not natural, bonds difficult to break, accumulate  in the circulatory system, lower HDLs (good; carry cholesterol away from  heart) and increase LDLs (bad; carry cholesterol toward heart), increase  risk of cardiovascular disease, double bond but solid at room temperature,  have long tails  Phospholipids ­composed of TWO fatty acids, glycerol, and a phosphate group ­constructed like fats except that in place of the third fatty acid there is a  phosphate group or a grouping that contains both phosphate and nitrogen ­NOT electrically neutral like fats are ­primary components of cellular membranes, form a bilayer, hydrophilic  heads and hydrophobic tails ­non­polar faces non­polar, polar faces polar  Steroids ­lipids that have entirely different structure from those of fats ­contain 4­ring structure (backbone of four fused carbon rings) ­testosterone and estrogen: sex hormones ­cholesterol: component of cell membranes, used to manufacture sex  hormones above!  Proteins ­STRUCTURE and FUNCTION (not energy) ­HUGE variety of functions! Support, Enzymes, Transport, Defense,  Hormones, Motion ­Types of proteins: enzymes, hormones, transport, contractile, protective,  structural, storage, toxins, communication ­Examples: sucrase, growth hormone, hemoglobin, myosin and actin,  antibodies, keratin/collagen, glycoproteins TRUE: the tertiary structure of a protein has many different types of  bonds, the primary structure of proteins are held together by peptide  bonds, a protein's structure is closely related to its function FALSE: all hormones are protein based (not true!!), proteins are made up  of an amino group, a carboxyl group, a side chain, a hydrogen and a  carbon (no carbon)  Amino Acids: Subunits/Building Blocks of Proteins ­proteins are macromolecules with amino acid subunits ­20 unique amino acids ­Structure of amino acid: made of a hydrogen, an amino group (h3n+), a  side chain (R), and a carboxyl group (COOH­) ­The side­chains attached to the central carbon (R) make amino acids  unique! (amino acids differ according to their particular R group): some R  groups are polar, some are not ­All 20 are the same but differ in the side chain (R)  Synthesis of Proteins ­Dehydration Reaction ­peptide bond: the covalent bond between two amino acids ­polypeptide: when three or more amino acids are linked by peptide  bonds, the chain that results is a polypeptide ­the atoms associated with the peptide bond share the electrons unevenly  because oxygen attracts electrons more than nitrogen: the hydrogen  attached to the nitrogen has a pos charge while the oxygen has a neg  charge ­How many peptide bonds are in this protein? N­1! Number of balls minus 1 is the answer  Structure of Proteins/Levels of Organization ­Primary: sequence of amino acids (peptide bond) ­Secondary: alpha helix or a pleated sheet (hydrogen bond) ­Tertiary: final shape of polypeptide (helix and sheets fold; hydrogen and  ionic bonds, disulfide bond) ­Quaternary: two or more associated polypeptides Basically there are a variety of chemical bonds that stabilize the  structure The function of a protein is determined by its correct structure  Examples of Proteins (small at top, biggest at bottom) ­Insulin (regulation of glucose in blood stream) ­Hemoglobin (transport oxygen in red blood cells) ­CFTR (related to cystic fibrosis) ­Titin (responsible for passive elasticity of muscles)  Changes in Structure Result in Loss of Function ­Protein conformation (structure) is stabilized by a variety of chemical  bonds and attractions (there are many different bonds and attractions that  stabilize the structure of a protein) ­denaturation: loss of structure/irreversible change in shape, occurs  because the normal bonding between the R groups has been disturbed, can  no longer perform its usual function (Alzheimer's disease)  Nucleic Acids ­2 Types: RNA and DNA ­They differ structurally: RNA is a functional nucleotide and single  stranded, while DNA contains hereditary info, double helix, in the nucleus ­Nucleotide: made of sugar, phosphate group, and nitrogen­containing  base, it is the structural monomer of nucleic acid: building block of DNA  and RNA ­the sugar can be deoxyribose or ribose and the base can be pyrimidine or  purine  DNA VS. RNA DNA: sugar is deoxyribose, double stranded (held together by hydrogen  bonds) hereditary information in the nucleus, ACGT (T with A, G with C) RNA: sugar is ribose, usually single stranded, messenger for  proteosynthesis, transfer molecules, regulatory molecules, ACGU  ATP: An Energy Carrier ­When adenine (A) plus ribose is modified by the addition of three  phosphate groups instead of one, it becomes ATP which is an energy  carrier in cells and a high energy molecule because the last two phosphate  bonds are unstable and easily broken ­ATP is used to attach the phosphate group ­Structure suits its function ­With inorganic phosphate: ADP *ATP is composed of the base adenosine and three phosphate groups  (called a triphosphate). When cells need energy, ATP is hydrolyzed (water is added) forming ADP and P. Energy is released.  Question: Which describe chemical processes that results from  dehydration reaction? ­Formation of starch from glucose molecules, production of a triglyceride  from glycerol and three fatty acids, amino acids making an enzyme LECTURE 5: THE CELL The Cell Theory ­All living organisms are made up of cells ­Cell is a fundamental unit of life ­Nothing smaller than a cell is considered to be alive ­Structure of a cell is directly related to its function ­New cells arise only from preexisting cells reproduction, metabolism, response to stimuli, homeostasis, genetics,  evolution  What Limits the Cell Size? ­Most cells are small. Why? ­Prokaryotic cell 1­10 um, Eukaryotic cell 5­100 um ­Explained by the surface area to volume ratio of cells ­The greater the amount of surface, the greater the ability to get material  into and out of the cell ­As cell size decreases, the surface area decreases and the surface area to  volume ratio increases ­As cell size increases, volume increases more (faster) than the surface  area. A small cell has a greater surface area to volume ratio (ex. 0.6) than a large cell (ex. 0.3) ­A cell needs a higher surface area to volume ratio to get stuff done ­Cells can't function beyond a certain size ­Small surface area to volume ratio=less exchange through the surface  area, not good for the cell ­Surface<­­­>Transport, Volume<­­­>Metabolism  Bacterial Cell ­single­celled, Prokaryotic (lacking a nucleus) ­Things unique to a bacterial cell: capsule(protects from harmful things in  environment) flagellum (propelling cell in the environment/movement) ,  and cell wall(it has 2 membranes) ­No membrane­bound organelles ­Dependent on conditions in environment  Specialized Features of Some Prokaryotic Cells ­Cell wall (gram positive/gram negative) ­Internal membranes (cyanobacteria: need large surface area; proteins in  photosynthesis) ­Flagella and pili (movement; facilitate attachment of bacterium to  substrate) ­Cytoskeleton (simpler, protein fibers inside cell, determine shape, actin­ based)  Eukaryotic Cell ­10x larger than prokaryotic cells ­Unlike prokaryotic cells, eukaryotic cells contain membranous  compartments (organelles) ­Nucleus ­Mitochondrion ­Endoplasmic Reticulum (smooth and rough) ­Golgi apparatus ­Lysosomes and vacuoles ­Peroxisomes ­Chloroplasts (only plants) ­Cytoskeleton  Organelle Definitions ­Nucleus: stores genetic information ­nucleolus: where RNA is produced and where it joins with proteins to  form the subunits of ribosomes ­nuclear envelope: double membrane separating the nucleus from the  cytoplasm; has nuclear pores to let ribosomes out and proteins in ­Mitochondrion: powerhouse of the cell, carries out cellular respiration  producing ATP molecules ­Endoplasmic Reticulum:  ­Rough ER: studded with ribosomes, processes proteins ­Smooth ER: lacks ribosomes, synthesizes lipids ­Golgi Apparatus: processes, packages, and secretes modified cell  products ­Lysosomes and Vesicles:  ­lysosomes: vesicle that digest macromolecules and even cell  parts,recycling station, arise from golgi ­vesicle: membrane­bounded sac that stores and transports substances ­Peroxisomes: vesicles with specialized enzymes for catalysis of  peroxides ­Cytoskeleton: maintains cell shape and assists movement of cell parts  The Plasma Membrane ­phospholipid bilayer with attached or embedded proteins; polar head and  non­polar tail ­fluid­mosaic model: protein molecules form a shifting pattern within the  fluid phospholipid bilayer ­fluid, dynamic OUTSIDE: ­carbohydrate chain: glycoproteins and glycolipids: help mark the cell,  only on outside of cell ­phospholipid bilayer (hydrophilic heads) INSIDE/OUTSIDE: ­transmembranal protein: portion exposed to outside, portion exposed to  inside INSIDE:  ­peripheral protein: associated with cytoskeleton ­cholesterol: important for permeability (good in, bad out)  Selective Permeability of Plasma Membrane ­What gets through most easily? Things that are small (water, gases) and  have no charge ­Larger (fats, amino acids, etc) don't get through, they need a protein ­Things that are small but charged (charged molecules and ions): won't  make it through, will be repelled, instead they go through ion channels:  specialized for that particular ion ­aquaporin: proteins for water transport, water travels freely across the  membrane through these  Simple Diffusion Across the Membrane ­Diffusion: the random movement of molecules from an area of higher  concentration to an area of lower concentration until they are equally  distributed (until equilibrium is achieved) ­Passive: no energy is needed ­ex. food coloring dispersing in water, oxygen diffusion across membrane  Osmosis ­Osmosis: the simple diffusion of water, the direction by which water will diffuse is determined by the tonicity of the solutions inside and outside the cell ­tonicity is based on solutes within a solution: the higher the concentration of solutes, the less water and vice versa. Typically water will diffuse from  the area that has less solute (more water) to the area with more solute (less  water) ­isotonic: same concentration of solutes and water on both sides of the  membrane, cells maintain normal shape and size, ex. body fluids ­hypotonic: solutions that cause cells to swell/burst: more water outside  (less solute), more solute inside (less water) so water moves inside the  cell. lysis=bursting cells ­hypertonic: solutions that cause cells to shrink due to loss of water: more  water inside cell (less solute), less water outside cell (more solute), water  moves out of the cell  *Drink sea water? No! Cells will shrink *Drink large volume of water? No! Cells will burst  Facilitated Diffusion ­a molecule is transported by means ofprotein carriers from the side of  higher concentration to the side of lower concentration ­passive: no energy used to move down (along) the concentration gradient ­highly specific ­Examples of facilitators: protein carriers, ion channels ­Examples of molecules: sugars (glucose), amino acids  Active Transport ­a molecule is moving from a lower to a higher concentration ­­> against the gradient ­uses energy! and requires a protein carrier (pump) ­ex. sodium­potassium pump: sodium ions move to outside, potassium  ions move to inside: associated with nerve and muscle cells, cystic fibrosis  Transport of Large Stuff ­endocytosis: a portion of the plasma membrane invaginates (forms a  pouch) to envelop a substance and fluid; going inside the cell ­examples of endocytosis:  ­Phagocytosis: cellular eating: white blood cells are able to take up  pathogens, large stuff enters this way ­Pinocytosis: cells take up small molecules and fluid (typical), smaller  stuff entering ­Receptor­mediated endocytosis: molecules first bind to specific  receptors and are then brought into the cell by endocytosis ­exocytosis: a vesicle fuses with the plasma membrane as secretion occurs  (going out of the cell) ­ex. neurotransmitters leaving the cell  The Nucleus ­Nucleus: stores genetic information ­nucleolus: where RNA is produced and where it joins with proteins to  form the subunits of ribosomes ­nuclear envelope: double membrane separating the nucleus from the  cytoplasm; has nuclear pores to let ribosomes out and proteins in ­Chromosomes: 46 total, 23 from mom 23 from dad  The Endomembrane System (Endoplasmic Reticulum) ­Ribosomes: organelles composed of proteins and RNA, make proteins  based on DNA in nucleus ­Often attached to rough ER but can also be found within the cytoplasm  either singly or in groups called polyribosomes ­Rough ER: studded with ribosomes, closer to the nucleus, proteins are  synthesized ­Smooth ER: does not have ribosomes, makes lipids and carbs, gets rid of  toxins ­The ER forms transport vesicles in which large molecules are transported  to other parts of the cell. Often these vesicles are on their way to the  plasma membrane or golgi apparatus  The Endomembrane System (Golgi Apparatus) ­Here, proteins and lipids received from the ER are modified and  packaged into vesicles  Peroxisomes ­peroxide is a biproduct of metabolism ­involved in amino acid metabolism ­Single membrane, vesicles with specialized enxymes inside for catalysis  of peroxides(toxic, need to be degraded)  Cytoskeleton ­Helps maintain a cell's shape and either anchors the organelles or assists  in their movement, as appropriate SHAPE, MOBILITY ­Made of three different proteins:  1. Actin: makes proteins, helps in endocytosis, shape, closest to cell  membrane 2. Keratin: maintenance of cell structure, stabilize 3. Tubulin: railroad transport within cell ­Microtubules: cylinder that contains a row of a protein called tubulin,  maintain shape of cell, act as tracks (railroad) along which organelles  move ­Actin filaments are long and involved in movement  Mitochondria ­Energy ­convert chemical energy of glucose products into ATP ­uses oxygen and gives off carbon dioxide ­process of producing ATP= cellular respiration ­Endosymbiotic theory: they were originally prokaryotes engulfed by a  cell (explains why they have a double membrane/2 membranes) is  internal and highly invaginated (increases surface that contains proteins)  and the other is external  Cellular Respiration ­Breaks down glucose to carbon dioxide and water: yields high level of  energy ­Three Pathways Involved: 1. Glycolysis 2. Citric Acid Cycle 3. Electron Transport Chain ­Glycolysis: means sugar splitting, a 6 carbon glucose is split into 2 three­ carbon molecules, occurs in cytoplasm and found in every type of cell ­Citric Acid Cycle: occurs in mitochondria, stripping electrons from  glucose to produce carbon dioxide (oxygen in, CO2 out) ­Electron Transport Chain: synthesis of ATP  The Metabolic Fate of Pizza ­Large complex molecules need to be degraded into simple units  (proteins­­>amino acids, carbs­­>glucose, fats­­>glycerol/fatty acids) ­Small molecules can enter the cellular respiration process at different  places LECTURE 6: TISSUES Four Basic Types of Tissues 1. Connective tissue: binds and supports body parts 2. Muscular tissue: move the body and its parts 3. Nervous tissue: receives sensory info. and conducts nerve impulses 4. Epithelial tissue: covers body surfaces and lines body cavities  tissue specialized cells of the same type to perform a common function  organ made of many tissues, all the different tissues together make an organ  Connective Tissue Made of: cells, ground substance, protein fibers ­Most diverse!  ­cells: adipose cell (stores fat), stem cell (divides to produce other types of cells), white blood cell (engulfs pathogens or produces antibodies) ­ground substance: noncellular material that separates the cells: fills spaces between cells and fibers (carbs, modified lipids) ­protein fibers: three possible types:collagen fibers unbranched strong and flexible, reticular fibers branched, thin and forms network, elastic  fibers branched and stretchable, not as strong as collagen but more elastic  3 Types of Connective Tissue 1. Fibrous 2. Supportive 3. Fluid  1. Fibrous Connective Tissue ­Loose and Dense ­Loose: found underneath the skin, fibers create loose open framework,  lungs, arteries, urinary bladder, forms a protective covering enclosing  many internal organs like muscles, blood vessels and nerves, supports  epithelium, protective covering membranes ­Dense: many collagen fibers densely packed together, tendons and  ligaments, more specific function than loose, insulation & energy source  2. Supportive Connective Tissue ­Cartilage and Bone ­Cartilage: solid yet flexible matrix (ground substance and fibers), nose,  ribs, ear, cushions in knee joint and between vertebrae in backbone ­Bone: solid and rigid matrix because of lots of cells in ground substance  3. Fluid Connective Tissue Blood and Lymph ­Blood: contained in blood vessels, plasma and formed elements, red  (oxygen and carbon dioxide) and white blood cells, platelets for clotting ­Lymph: contained in lymphatic vessels  Muscle Tissue ­Specialized to contract, movement ­Three Types:  1. Skeletal 2. Smooth 3. Cardiac  1. Skeletal Muscle Tissue ­Attached to bone by tendons: mobility, running, motion, occurs in  muscles ­When it contracts, body parts move ­Voluntary control ­striated (striped) cells with multiple nuclei  2. Smooth Muscle Tissue ­no striations (no stripes), spindle­shaped cells each with a single nucleus ­Involuntary control ­in walls of bladder, intestine/digestive tract, and blood vessels ­functions in movement of substances  3. Cardiac Muscle Tissue ­In the wall of the heart ­has branching, striated cells, each with a single nucleus ­functions in the pumping of blood ­involuntary ­cytoplasm between cells is interconnected  Nervous Tissue ­Consists of nerve cells (neurons) and neuroglia (the cells that support and  nourish the neurons) ­Sensory input, integration of data, motor output ­neuron: conduct electrical impulses ­Glial cells (neuroglia) are the majority: supporting cells, in brain ­Dimensions: 1. microglia: maintenance, remove debris, protection 2. astrocytes: brings nutrients to neuron, removal of waste 3. oligodendrocytes: in CNS (brain and spinal cord), important for fast  processing, produce myelin­­> myelin insulates 4. schwann cells: in PNS (outside the brain) for same function as those  above (produce myelin)  Epithelial Tissue ­Consists of tightly packed cells that form a continuous layer ­Where?  ­Skin ­Blood vessels (lining blood passages and lymph vessels) ­Intestine (lining digestive and excretory) ­Lining of the lungs (respiratory passages) ­Everywhere with surfaces ­What is their function? ­absorb nutrients ­protection ­secretion ­excretion ­filtration  Epithelial Tissue Cell Shapes ­Squamous (flattened) ­Cuboidal (cube) ­Columnar (columns)  Classes of Epithelial Cells ­Simple (one layer) ­Pseudostratified [columnar] (layered but all cells are not the same size) ­Stratified (multilayer)  Combinations/Types ­Simple Squamous: lining of lungs, blood vessels, protects, (transport?) ­Simple Cuboidal: lining of kidney tubules, various glands, absorbs  molecules ­Simple Columnar: lining of small intestine, oviducts, absorbs nutrients ­Pseudostratified Columnar: lining oftrachea, sweeps impurities toward  throat ­Stratified Squamous: lining of nose, mouth, esophagus, anal canal,  vagina(many layers), protects


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

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."

Jennifer McGill UCSF Med School

"Selling my MCAT study guides and notes has been a great source of side revenue while I'm in school. Some months I'm making over $500! Plus, it makes me happy knowing that I'm helping future med students with their MCAT."

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!"

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.