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

Chapter 4 and 5 Lecture Notes

by: Hannah Kennedy

Chapter 4 and 5 Lecture Notes 10120

Marketplace > Kent State University > Biological Sciences > 10120 > Chapter 4 and 5 Lecture Notes
Hannah Kennedy
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

These notes include what was covered in lecture throughout chapters 4 and 5
Biological Foundations Honors
Professor Grampa
Class Notes
Biology, Biology Foundations, active transport, passive transport, membrane proteins, endocytosis, exocytosis, organelles, organelle function, motor proteins
25 ?




Popular in Biological Foundations Honors

Popular in Biological Sciences

This 10 page Class Notes was uploaded by Hannah Kennedy on Sunday February 7, 2016. The Class Notes belongs to 10120 at Kent State University taught by Professor Grampa in Spring 2016. Since its upload, it has received 72 views. For similar materials see Biological Foundations Honors in Biological Sciences at Kent State University.


Reviews for Chapter 4 and 5 Lecture Notes


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: 02/07/16
Copyright: © Hannah Kennedy, Kent State University 1 CHAPTER 4 1. Cell theory = states that all organisms are made of one or more cells, and the life  processes of metabolism and heredity occur within these cells ex a. Cells are the smallest living things and the smallest things that can survive  on their own b. Arise only via division of a previously existing cell i. Ex = we come from a sperm and egg cell c. Limited in size due to being only able to handle so much and retain a certain  amount of volume for efficient and optimal function d. Similarities of all cells i. Centrally located genetic material 1. Eukaryotes: DNA in a nuclear envelope 2. Prokaryotes: DNA in a nucleoid  ii. Cytoplasm = semifluid that fills the interior of the cell and helps to  maintain the shape iii. Plasma membrane = component of the cell that makes up the  external boundary of the cell, contains everything inside, and controls  what can go in and out 1. Our plasma membranes are made of a phospholipid bilayer 2. Prokaryotic Cells (single­celled organisms i.e. bacteria and archae) a. Have ribosomes and a nucleoid region to contain DNA i. Ribosomes make proteins ii. Have a cytoskeleton for struction iii. Flagella = tail­like extensions for motility that some prokaryotes  have 1. Human cell with flagella = sperm b. Organization from inside to outside: Plasma membrane  cell wall        capsule c. Have a tough and rigid cell wall i. Provides protection, shape, and is the target of antibiotics 1. Antibiotics function in a way that targets the differences  between our cells and bacteria i.e. the cell wall of the  prokaryotic cell ii. Peptidoglycan = a carbohydrate that makes up the cell wall 3. Eukaryotic Cells (i.e. animals, plants, and fungi) a. Contain a nucleus to store DNA with other organelles to specify functions to  certains regions (ER, golgi, and lisosomes) that are compartmentalized and  surrounded by membranes i. Cells look different depending on their different specialization due to  structural and organizational variations 1. Ex = red blood cells (RBCs) get rid of their nucleus to be able to carry more oxygen (O )2more efficiently b. Chromosomes = consolidated and compact DNA Copyright: © Hannah Kennedy, Kent State University 2 i. Formed from DNA winding around proteins ii. Chromatin = large mass of chromosomes that they organize  themselves into; towards the center of the cell c. Nuclear envelope = a double­layer membrane that surrounds the nucleus;  made of phospholipids i. Nuclear pores = small holes in the nuclear envelope that allows  small molecules to enter and exit the nucleus 1. Things that enter: nucleotides, enzymes, transcription factors  and hormones, building blocks of DNA 2. Things that exit: mRNA (messenger RNA) d. Nucleolus = region within the nucleus where ribosomes are produced i. Ribosomes = small structures that can read and interpret mRNA to  make proteins (2 subunits—large and small) 1. Add the correct amino acid to the polypeptide chain after  interpreting mRNA 2. Found free­floating within cytoplasm or attached to the ER e. Endoplasmic reticulum = ER = structure located right outside the nucleus that has extensive membrane folding and which synthesizes proteins, lipids,  and carbohydrates (2 kinds) i. Rough ER = ER that is studded with ribosomes and is the site of  protein synthesis; makes slight changes to the protein being made 1. Closer to the nucleus than the smooth ER 2. Makes “rough draft” of the protein ii. Smooth ER = ER that has no ribosomes and is the site of lipid and  carbohydrate synthesis; also used for Ca  storage and is used to  detoxify 1. These kinds of ER are continuous f. Golgi apparatus = golgi = structure located next to the ER that processes  and packages synthesized molecules of which are received within vesicles  (where the proteins are edited: things are added/rearranged/removed and  where they turn into 2°, 3°, or 4° structures) i. Cisternae = stacks of membrane within the golgi ii. Vesicles fuse with the golgi membrane on the cis face iii. As the golgi makes changes to the molecules, they are sent from one  cisterna to the next via vesicles and eventually reach the trans face  (motor proteins assist in this process) 1. Trans face is closer to the plasma membrane of the cell  therefore we are moving outward 2. The molecule is then either released from the cell via exocytosis or is remains within the cell g. Lysosomes = structures that bud off of the golgi and that contain digestive  enzymes of which help break down anything harmful to the cell, recycle cell  components (unneeded organelles) Copyright: © Hannah Kennedy, Kent State University 3 i. These can be found in the liver to help with detoxifying alcohol, toxins, and meds ii. Disorder that results from loss of function of lysosomal enzymes: Tay­ Sachs iii. Have lipid bilayer h. Peroxisomes = stronger versions of lysosomes that contain oxidative  enzymes and that make H O  2s2a by­product (of which is broken down to  water and oxygen) i. Mitochondria = structure that makes ATP from glucose and thus provides  the cell with energy; divide as the cell divides and contains their own DNA  different from the DNA in our nucleus (2 membranes separated by  intermembrane space) i. Outer membrane ii. Inner membrane 1. Cristae = folds that are covered with proteins for oxidative  metabolism and ATP creation 2. Matrix = where DNA and ribosomes are found j. Chloroplasts = plants only; carry out photosynthesis and have own DNA i. Chlorophyll pigment = pigment within the chloroplast that give  them their green color ii. 2 membranes 1. Inner membrane a. Stroma = fluid within the inner membere b. Grana = small, disk­shaped stacked compartments i. Thylakoid = individual disk that contain  photosynthetic pigments 2. Outer membrane k. Central vacuole = site for storage of proteins, pigments, and wastes (i.e.  sugars, ions, water);  i. Tonoplast = membrane; very large ii. maintains tonicity of the cell so it is able to expand and contract;  responsible for cell growth l. cytoskeleton = cell component made of structural proteins to provide shape  and structure in the cell (3 types of filaments that compose the cytoskeleton) i. actin filaments = microfilaments = long and thing filaments made  of 2 stands of actin proteins (in 3° structure) to allow the contraction  and crawling of the cell 1. involved in the division of the cell and in the creation of cell  extensions 2. regularly polymerize = become longer and depolymerize =  become shorter  Copyright: © Hannah Kennedy, Kent State University 4 ii. microtubules = large hollow tubes that are made of individual  tubulin proteins (13/ring) and are involved in cell division and  endocytosis 1. regularly polymerize and depolymerize iii. intermediate filaments = tough, fibrous proteins that provide cell  stability  1. ex = keratin (found in hair and nails) m. extracellular matrix = ECM = protective layer on the outside surface of the cell that is made of glycoproteins and collagen for strength; contains elastin  for flexibility i. integrins = proteins that span the plasma membrane and which  anchor the cytoskeleton inside the cell to the ECM outside of the cell Plants Animals Central vacuole  Vesicles = sacs that store various items;  “bubbles” Vesicles = sacs that store various items;  Cytoskeleton  “bubbles” Cytoskeleton  Mitochondria  Chloroplasts  Rough ER Nucleus Smooth ER Mitochondria  Golgi cytoplasm Peroxisome Golgi  Lysosome Rough ER Cytoplasm Smooth ER Nucleus  Peroxisome  Ribosomes  Lysosome  Extracellular matrix  Plasmodesmata  Cell wall 4. Symbiosis a. Examples of symbiotic relationships i. Termites eat wood and the microbes inside of them digest them to get  food and also keep the termites alive 1. Mutualism = relationship in which both parties benefit ii. Bacteria in our large intestine help us liberate vitamins we can  naturally digest and they get fed and a get an envmt to live in 1. Mutualism  5. Motor Proteins = proteins that use ATP as a source of energy to move materials  throughout the cell (2 main kinds) a. Kinesin = motor protein that moves molecules towards the periphery of the  cell Copyright: © Hannah Kennedy, Kent State University 5 b. Dynein = motor protein that moves molecules towards the interior of the cell i. Materials are loaded into vesicles and motor proteins bind to the  vesicle and walk along skeleton to transport 6.  Cell Movement a. As actin polymerizes, it extends the cell membrane outward and myosin  helps by pulling the rest of the cell along i. Important in inflammation, clotting, wound healing, and cancer  metastasis ii. Cells know to do this primarily when there’s a detectable stimulus (i.e. infection) that is harmful to the cell b. 2 extensions impt in cell movement i. Flagella = lets the cell propel itself in a fluid environment 1. 9+2 arrangement of microtubules  of w hich slide past each  other to allow the flagellum to move a. 9 doublets in a circle and a central pair 2. ex = e.coli ii. cilia = thin, hairlike extensions of a cell that are anchored to the  plasma membrane to help move things past the cell   1. have a 9 + 2 arrangement of microtubules 2. ex = trapped dirt in mucus is moved by cilia up the throat to  get it out a. 2 situations in which cilia are helpless (mucus is too  thick) i. Cystic fibrosis ii. Smoker’s cough 7. Plant cell walls = provide protection and support; made of cellulose (polymer of  glucose) in plants and protists and made of chitin in fungi a. Primary cell wall = present in cell that are still growing  i. Middle lamella = helps adhere the primary cell walls of other cells  b. Secondary cell wall = present in cells that aren’t growing anymore and is  found in between the primary cell wall and the plasma membrane; thick and  rigid 8. Cell­cell interactions a. Identifying proteins i. Glycolipids = identifying protein that determines blood type and is  specific to tissue types ii. MHC proteins = allows the immune system to identify the cell as  “self” rather than “foreign” 1. Arranged in a certain pattern unique to each individual of  which every cell in that individual has (identical twins have  similar MHC protein patterns) 2. Auto­immune diseases are diseases in which the immune  system labels the cell as “foreign” Copyright: © Hannah Kennedy, Kent State University 6 b. Tissue = group of the same cells organized into a function unit (3 types) i. adhesive junctions = functional unit of which attaches the cell’s  cytoskeleton to the ECM or to the cytoskeleton of another cell; some  components are able to get through them (2 kinds) 1. cadherin = a cell adhesion molecule that passes through the  plasma membrane and attaches externall to the cadherins on  another cell; helps anchor two neighboring cell 2. desmosomes = adhesion molecules made of cadherins that  anchor cells within a tissue and provide support against  mechanical stress a. this is the reason cells are able to stay attached ii. tight/separate junctions = functional unit of which adheres  adjacent cells and blocks off the space in between cells used for  molecule passage; doesn’t allow component to get through them (ex =  water and bacteria cannot get through skin) 1. tight junctions are found in vertebrates 2. separate junctions are found in vertebrates and invertebrates  3. if molecules want to pass in between cells now they need some  sort of carrier  iii. communicating junctions = functional units of which allow cell to  communicate with each other through the passing of molecules and  ions from one cell to the next  1. gap junctions = six individual proteins in tertiary structure of which for a tube (channel) in the plasma membrane of both  cells to share nutrients, ions, and signals a. moves small molecules b. always present but not always open 2. plasmodesmata = plants only; only present where there are  gaps in the cell wall; extensions of smooth ER and allow many  molecules to pass through CHAPTER 5 1. Membranes a. Phospholipid bilayer = 2 layers of phospholipids that make up the plasma  membranes of cells i. Amphipathic = characteristic of phospholipid bilayers that describes  them as both polar (phosphate head group) and nonpolar (fatty acid  tails) 1. Polar phosphate groups are oriented towards the exterior of the cell, as they are more attracted to water 2. Nonpolar fatty acid tails are oriented towards the interior of  the cell as they are shielded from water Copyright: © Hannah Kennedy, Kent State University 7 ii. Fatty acids are packed together to be a solid and cholesterol keeps  them from becoming a solid iii. They are both saturated (straight, single carbon bonds) and  unsaturated (bent, carbon­carbon double bonds) iv. Movement within a layer but little movement between layers 2. Membrane Proteins  Membrane Protein Function Transmembrane protein span the plasma membrane; transportation and communication Interior protein network Maintain cell shape Cell surface markers Provide cell ID (ex = glycoproteins,  glycolipids, EMC proteins) Transporter Create a channel through which molecules  (ex = ions) pass into or out of the cell  Enzymes Carry out chemical reactions (can either be inside of the cell or on the plasma  membrane to catalyze a rxn) Cell­surface receptors Sites on which chemical messengers can  bind and bring about rxns within the cell Cell­to­cell adhesion proteins Bind adjacent cells together (cadherins and desmosomes) Attachments to the cytoskeleton Provide anchors for the cell a. Transmembrane domain = equal to each time in which the  transmembrane protein spans the plasma membrane  i. Amino acids composing these domains are composed of amphipathic  amino acids ii. Pores = beta­barrel = composed of beta sheets of which fold back  and forth to create a cyclinder 3. Membrane Transport a. Passive transport = membrane transport that doesn’t require energy input  and follows the molecule’s natural tendencies (natural tendencies include  atoms spreading out from each other to avoid bumping into each other);  movement of water is based on solute concentration Solution type Definition Hypertonic A solution that contains more solutes (and  thus less water) than the cell; when a cell is placed in a hypertonic solution, water goes  from the cell into the solution to achieve  equilibrium creating cell shrinkage  Hypotonic  A solution that contains fewer solutes (and  thus more water) than the cell; when a cell  Copyright: © Hannah Kennedy, Kent State University 8 is placed in a hypotonic solution, water goes from the solution into the cell to achieve  equilibrium creating the cell to possibly lyse Isotonic A solution in which the solute concentration is the same in the solution and the cell;  water moves in an out of the cell at an  equal rate Ways to maintain osmotic balance Definition Extrusion Contractile vacuoles collect water from the  cell via a small pore opening and the  vacuole contracting causing to force the  water out isosmotic regulation A method in which humans and others  animals tweak the concentrations of solutes in the blood so it’s the same as the cells Turgor pressure Pressure that presses the plasma  membrane against the cell wall to maintain  shape i. Diffusion = simple diffusion = passive transport in which there is  movement from an area of high concentration to an area of low  concentration; requires no ATP 1. Equilibrium = the goal of simple diffusion a. Ex = if there is an abundance of Na  inside of the cell  and not as much outside of the cell, diffusion acts to  even this out 2. Molecules prefer to move to an area of lower concentration  because there are fewer like charges and more space to lessen  the collision of molecules 3. Examples of a molecule that can diffuse through the plasma  membrane = cholesterol, lipids, steroids, O , and CO 2 2 a. All of these substances are nonpolar (gases can pass  through because theyre inert) b. “like diffuses through like” ii. Facilitated diffusion = diffusion in which molecules get help from  channels/carriers to diffuse through the plasma membrane; still no  ATP required; ions move in the direction of high concentration to low  concentration 1. “channel” can be thought of as a tunnel going through plasma  membrane and when open, ions can move through Copyright: © Hannah Kennedy, Kent State University 9 2. “carrier” can be thought of as a door; changes shape so it faces  the opposite side of the membrane when a molecule binds a. Movement can only happen if theyre unoccupied  therefore diffusion slows when concentration is too high iii. Osmosis = the movement of water from an area of low solute  concentration to an area of high solute concentration 1. Aquaporins = exclusive channels that water moves through to get across the membrane 2. Solutes = things being dissolved (sugar) 3. Solvents = things doing the dissolving (coffee) 4. This happens instead of diffusion when molecules cannot come  through but water still can b. Active transport = energy (ATP) needs to be added to force molecules to  move against their natural tendencies i. Primary active transport = active transport that forces a molecule  to move from an area of low solute concentration to an area of high  solute concentration; requires ATP (to act as a transporter) bc the  solute is moving up its concentration gradient Transporter Function Uniporters Transports one molecule across the plasma  membrane at the same time  Symporters Transports 2 molecules across the plasma  membrane at the same time in the same  direction Antiporters Transports 2 molecules across the plasma  membrane at the same time in the opposite direction (ex = sodium potassium pump) 1. sodium­potassium pump = mechanism in which 3 Na   + + molecules are pumped out of the cell while 2 K  are pumped  into the cell; equilibrium is not the goal a. this is used to correct leaky channels within animal cells that maintain a high Na  concentration within the cells  + and a high K  concentration inside the cells ii. secondary active transport = transport in which ATP is used  indirectly; ATP is requires at some point but is not used by the  transporter moving the molecule  (2 carriers) 1. 1  carrier moves molecules using ATP and creates a gradiesnt 2. Gradient is used to force other molecules to move to a lower  concentration are a. Involved symporters or antiporters iii. Endocytosis = moving large amounts of molecules into a cell (3  methods) Copyright: © Hannah Kennedy, Kent State University 10 Type of endocytosis Function Phagocytosis Brings in small organisms or larger  fragments by sending out extensions to  wrap around the material and pull into the cell Pinocytosis Brings in smaller solutes or fluids by  forming a pocket to contain the materials  and pinching off to create a vesicle Receptor­mediated endocytosis Materials bind to receptors on the cell  surface before being taken to the cell iv. Exocytosis = moving large amounts of molecules out of a cell 1. Materials being released are packed into vesicles of which fuse  with the plasma membrane and release materials out of the  cell


Buy Material

Are you sure you want to buy this material for

25 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."

Amaris Trozzo George Washington University

"I made $350 in just two days after posting my first study guide."

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.