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 1406 - Ch. 2 Cells

by: Isabel Jones

Biology 1406 - Ch. 2 Cells BIOL 1406

Isabel Jones
Houston Community College System

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

Cells- The basic unit of life
General Biology 1
neethu mathew
Class Notes
25 ?




Popular in General Biology 1

Popular in Biology

This 56 page Class Notes was uploaded by Isabel Jones on Friday September 2, 2016. The Class Notes belongs to BIOL 1406 at Houston Community College System taught by neethu mathew in Fall 2015. Since its upload, it has received 10 views. For similar materials see General Biology 1 in Biology at Houston Community College System.


Reviews for Biology 1406 - Ch. 2 Cells


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: 09/02/16
Ch. 2 “The Fundamental Units of Life: Cells” Structures: intracellular fluid (plasma or cytoplasm) = the fluid inside a cell The membrane holding the fluid in the cell is a plasma membrane, also called the cell  membrane. matrix = the type of fluid cells float in  extracellular fluid = the outer fluid of the cell Transport Through the Cell selectively permeable = The plasma membrane is selectively permeable because it allows  only certain substances to pass through it. Permeability describes the ease with which substances can pass through a border, such as a  cell membrane. Permeable means that most substances can easily pass through the membrane. Impermeable means that substances cannot pass through the membrane. Selectively permeable or semipermeable means that only certain substances are able to pass  through the membrane. Transporting substances across the plasma membrane can require that the cell use some of its  energy to help heft the substance across the border. If energy is used, the transport is called  active. If molecules can pass through the plasma membrane without using energy, the molecules are  using passive transport. Passive Transport A membrane can allow molecules to be passively transported through it in 3 ways: diffusion,  osmosis, and filtration. 1. Diffusion = Process in which molecules move from an area of high concentration to an area of low concentration. 2. Osmosis = The passage of solvent molecules, but not those of solutes, through  a semipermeable membrane; the limiting case of dialysis. 3. Filtration = The process of filtration is performed by the capillaries. The capillary  membrane acts as filter paper, allowing fluid to surround the body’s cells and keeping  large molecules from getting into the tissue fluid. The Nucleus In the nucleus of cells that are not currently dividing clumps of thread­like genetic material called chromatin appear. However, right before a cell divides, the chromatin bunches up into  chromosomes, which contain DNA. Chromatin refers to all of the DNA in the cell and its accompanying proteins. The DNA has 2 strands, each of which has sequences of nitrogenous bases that form the  genetic code. The genetic code, which is derived from the nucleotide bases in the genes on strands of DNA, is “interpreted” by a ribonucleic acid (RNA) molecule called messenger RNA (mRNA). The mRNA uses the info from the genetic code to create amino acids­the building blocks of  protein­in the cell. The amino acids are then taken by transfer RNA (tRNA) to an organelle called a ribosome,  where the final proteins are made. Each nucleus has a round mass inside it called a nucleolus. The nucleolus produces the third  type of RNA molecule­that is, ribosomal RNA (rRNA). This type of RNA helps to make ribosomes, which get transferred from the nucleus to the  cytoplasm to help in making proteins. Surrounding each nucleus is a double layer formed from proteins and lipids that separates the  nucleus from the cytoplasm. This 2­layered structure is called the nuclear envelope or nuclear  membrane. The Endoplasmic Reticulum endoplasmic reticulum (ER) = a series of canals that connects the nucleus to the cytoplasm of the cell. The main function of ER is to make and transport proteins. The part of the ER that is dotted with ribosomes is called rough ER; the part of the ER that has  no ribosomes is called smooth ER. Ribosomes on the rough ER serve as the place for the synthesis of proteins that are directed by the genes to be put together in the ER. The smooth ER contains transport vesicles that shuttle cellular products from cytoplasm to  organelle, from organelle to organelle, or from organelle to plasma membrane. In addition to  protein synthesis, the ER is involved in the metabolism of lipids (fats). The Golgi Apparatus Golgi apparatus ­ organelle that modifies, collects, packages, and distributes molecules made  at one location of the cell and used at another. Lysosome ­ organelle that contains chemicals and enzymes necessary for digesting certain  materials in the cell. peroxisomes= Little sacs of enzymes produced by smooth ER to help protect the cell from  toxic products. The Mitochondria mitochondrion ­ organelle that changes chemical energy stored in food into compounds that  can be used by the cell. The ER supplies the products, the Golgi apparatus distributes the products, and the  mitochondria supply the energy for all of those processes to take place. Inside an organism, the amount of energy a cell uses is measured in molecules of adenosine  triphosphate (ATP). The mitochondria produce the ATP, and to do it, mitochondria use products  of glucose metabolism as fuel. Ch. 3 “Basic Chemistry” Matter has 2 categories: substance and mixture. Substances generally are held together by chemical means (such as bonding). Mixtures generally are held together by physical means, and the substances that make up the  mixture can be separated by physical means (such as filtering, distilling, sorting, or extracting.) Examples of substances include: ­ oxygen gas ­ salt ­ sugar Examples of mixtures include: ­ Rocks ­ Plants ­ Animals and Concrete Elements, Atoms, and Isotopes element = substance consisting of entirely one type of atom compound = matter composed of 2 or more elements chemically bonded. isotope = atom of an element that has a different number of neutrons than other atoms of the  same element. isotope = atom of an element that has a different number of neutrons than other atoms of the  same element. electrolytes = substances that release ions when they break apart in water. ions = charged particles; atoms with a positive or negative charge. Molecules and Compounds Both molecules and compounds are held together by bonds, and bonds can be either ionic or  covalent. ● Ionic bonds hold atoms joined together in an ionic reaction. Ionic reactions  occur when ions combine and the atoms involved lose or gain electrons. ● Covalent bonds are formed when atoms share electrons in a covalent reaction. The term covalence refers to the number of electron pairs that an atom shares with another  atom. Acids and Bases acids = molecules that split apart in water and release hydrogen ions. bases = molecules that can split apart in water and release hydroxide ions. (Note: The principles of how acids and bases react in water form the basis of the pH scale.) The pH Scale The term pH symbolizes the hydrogen ion concentration in a solution (for example, what  proportion of a solution contains hydrogen ions). The pH scale goes from 1­14. If a solution contains more hydrogen ions than hydroxide ions, it is said to be acidic, and the pH  of the solution is less than 7. The situation is reversed for bases. If a solution contains more hydroxide ion than hydrogen ion, it is said to be basic, and its pH is higher than 7. Ch. 4 “Macromolecules” Carbohydrates Carbohydrates are energy­packed compounds. They are broken down quickly, which gives  organisms energy quickly. Carbohydrates can be monosaccharides, disaccharides, or polysaccharides. Which type a compound is depends on how many carbon atoms it has. For example,  monosaccharides are simple sugars consisting of 3 to 7 carbon atoms. Disaccharides are 2 monosaccharide molecules joined together, therefore, they have 6 to 14  carbon atoms. Oligosaccharides have more than 2 but just a few monosaccharides joined together (oligo­  means few). Polysaccharides describe carbohydrates formed by a large number of monosaccharides;  polysaccharides are very long chains of smaller carbohydrate molecules linked together. (Note: “­ose” means sugar). nucleic acids = large molecules that carry genetic info. There are 2 types of nucleic acids: DNA (which stands for deoxyribonucleic acid) and RNA  (ribonucleic acid). Nucleic acids are made up of strands of nucleotides, which are made up of a base containing  nitrogen (called a nitrogenous base) a sugar that contains 5­carbon molecules, and a  phosphoric acid. The nitrogenous bases are molecules either called purines or pyrimidines. Purines include: ­ Adenine ­ Guanine Pyrimidines include: ­ Cytosine ­ Thymine (in RNA) ­ Uracil (in DNA) Deoxyribonucleic Acid (DNA) DNA contains 2 strands of nucleotides arranged in a way that makes it look like a twisted ladder (called a double helix). The nitrogenous bases that DNA builds it double­helix upon are adenine (A), guanine (G),  cytosine ( C ), and thymine (T). The sugar that is in the composition of DNA is 2­deoxyribose. Certain sections of nitrogenous bases along the strand of DNA form a gene. A gene is a unit  that contains the genetic info or codes for a particular product and transmits hereditary info to  the next generation. Ribonucleic Acid (RNA) The nitrogenous bases that RNA uses are adenine, guanine, cytosine, and uracil (instead of  thymine). And, the sugar in RNA is ribose (instead of 2­deoxyribose). Those are the major  differences between DNA and RNA. In most animals, RNA is not the major genetic material. Many viruses­such as the human  immunodeficiency virus (HIV) that causes AIDS­contain RNA as their genetic material.  However, in animals, RNA works along with DNA to produce the proteins needed throughout  the body. For example, RNA has 3 major subtypes: messenger RNA (mRNA), transfer RNA (tRNA), and  ribosomal RNA (rRNA). All 3 of those subtypes are involved in protein synthesis. Lipids Three major types of lipid molecules exist. ● Phospholipids: These lipids are made up of 2 fatty acids and a phosphate group.  These are the type of lipids used in the cell membranes of every cell in every animal.  These lipids have structural functions. They aren’t the type that are floating around  bloodstreams and clogging arteries. ● Steroids: These lipid compounds generally create hormones. Cholesterol is a  steroid molecule that is used to create hormones. ● Triglycerides: Triglycerides are made of 3 fatty acid molecules and a glycerol  molecule. These are the typical fat molecules. They are formed from an excess of  glucose; after the liver stores all the glucose it can as glycogen, whatever is remaining is turned into triglycerides. The triglycerides float through the bloodstream on their way to  be deposited into adipose tissue. Adipose tissue is the soft and visible fat you can see  on your body. Adipose tissue is made up of many, many molecules of fat. And, the more fat molecules that are added to the adipose tissue, the bigger the adipose tissue gets. Blood Group Antigens Blood group antigens = carbohydrates that are attached to proteins or lipids. antigens = a substance foreign to the body that causes an immune response. immune response = An immune response occurs when antibodies, which are proteins in your  immune system, are summoned to attack an antigen. blood type A = allows cells in the body to make antibodies only to type B antigens. blood type B = is reversed. If you are type AB, your cells do not make antibodies against type A or type B surface antigens.  Therefore, you can receive blood from a donor with any blood type (universal recipient), but you  can donate blood only to other people with type AB blood. If you are blood type O, your cells make antibodies against both type A and type B antigens.  This means that if you need blood, you can only receive more type O blood. But, you can  donate your blood to anybody; thus, you are a universal donor. Ch. 5: “Acquiring Energy” ruminants = mammals that can break down cellulose. (­bin/nut­ basal metabolic rate (BMR) = You can determine the amount of calories you need just cover  the basics of what your body does all day long (breathing, heart beating, digesting, cellular  processes, etc.) This amount is called the basal metabolic rate. To determine your BMR, divide your weight (in pounds) by 2.2 to convert it to kilograms. Then,  divide your weight (in kg) by the values in the tables on the next page to determine your BMR. Equations to Determine Basal Metabolic Rate Males                                        Equation 10 ­ 18 years old                      (17.5 x weight in kg) + 651 18 ­ 30 years old                      (15.3 x weight in kg) + 679 30 ­ 60 years old                      (11.6 x weight in kg) + 879 > 60 years old                          (13.5 x weight in kg) + 487 Females                                   Equation 10 ­ 18 years old                      (12.2 x weight in kg) + 746 18 ­ 30 years old                      (14.7 x weight in kg) + 496 30 ­ 60 years old                      (8.7 x weight in kg) + 829 > 60 years old                          (10.5 x weight in kg) + 596 protein = a long chain of polypeptides, which is made when amino acids are joined together by  a peptide bond. peptide = A peptide forms when two or more amino acids join together. dipeptide = forms when 2 amino acid molecules join together. tripeptide = a chain of 3 amino acids. Amino acid = organic compounds that consist of an amino group, a carboxyl group, and a  specific side chain ( R ). side chain = certain combinations of atoms that have different chemical properties. The amino acids that the human body can make itself are called nonessential amino acids. The ones that humans need to acquire from food are called essential amino acids, because it is  essential that humans get these through diet so that all required proteins can be synthesized. Proteins combine with other substances in the body to perform specific functions: ● Lipoproteins are a combination of lipids and proteins that carry cholesterol  throughout the body. ● Glycoproteins are a combination of carbohydrates (sugars) and proteins that are  found in cell membranes and mucus of the digestive tract, as well as in the extracellular  matrix. They also play roles in the determination of blood type and cell recognition, which is important in the development of an embryo. ● Phosphoproteins are a combination of phosphoric acid and proteins that create  the main protein in milk; casein. The phosphorylation of proteins, especially enzymes, is  a major way of regulating their activity. One of the most important functions of proteins, however, is when they act as enzymes. Enzymes are proteins that serve in chemical processes; such as those that occur during  digestion. Enzymes serve as catalysts­ that is, they help to speed up a reaction, but are not  used up or changed during the reaction. There are 6 major types of enzymes: ● Ligases, which join 2 molecules together ● Lyases, which split 2 molecules apart ● Hydrolases, which split 2 molecules apart when water is added. ● Isomerases which create isomers (different chemical structures that have the  same chemical formula) ● Oxidoreductases, which catalyze oxidation (electron is donated) reactions and  reduction (electron is accepted) reactions. ● Transferases, which transfer chemical groups from one compound to another. Fats Foods have 3 kinds of fats: triglycerides, phospholipids, and sterols. The body also makes a compound from protein and fats, called lipoprotein, which is involved in  the transport of cholesterol through the body. 1. Triglycerides are what you burn up for fuel after carbohydrate stores are used up, what you use to store energy as adipose tissue, and what your doctor can measure  during a blood test. 2. Phospholipids ­ These molecules are made up of lipids and phosphate (ions of  phosphorus), and they carry hormones and vitamins through your bloodstream, as well  as in and out of cells. The vitamins that they carry (vitamins A,D,E, and K) are called fat­ soluble vitamins because they blend into and are carried by this type of fat. 3. Sterols ­ cholesterol Lipoproteins Lipoproteins are compounds made from a fat and protein. Their job is to carry cholesterol  around your body through the bloodstream. Your body can produce 4 types of lipoproteins: ­ High ­ density lipoproteins (HDLs) ­ Low ­ density lipoproteins (LDLs) ­ Very low ­ density lipoproteins (VLDLs) ­ Chylomicrons Chylomicrons are very small, newly created lipoproteins that fall into the VLDL category. VLDs  have very little protein and a lot of fat. As VLDLs travel through your bloodstream, they lose  some lipids, pick up cholesterol, and become LDLs. The LDLs deliver the cholesterol to cells in  your body that need it, but along the way, VLDLs and LDLs can squeeze through blood vessel  walls. While doing that the cholesterol can get stuck to the wall of the blood vessel, causing deposits  (plaque) to form. If enough cholesterol gets stuck, an artery may get clogged which means  blood cannot flow through. If that happens, a heart attack or stroke may occur. So, although  LDLs help the body by transporting cholesterol, if you have too many of them, the cholesterol  may start to block blood vessels, which increases your risk of heart disease, heart attack, and  stroke. HDLs, on the other hand, are the lipoproteins that contain more protein than lipid, which makes  them more dense and gives them their name. Because they are more dense, they cannot  squeeze through the blood vessel walls, so they shuttle cholesterol right out to the body. They  are not able to deposit cholesterol in blood vessels, because they cannot get into them, so they  do not increase the risk of heart, heart attack, or stroke. Ideally, you want to have more of these  floating in your bloodstream than you want the LDLs and VLDLs. Plant Structures Most plants are vascular, which means they have a system of tubules inside them that carry  nutrients around the plant. Most vascular plants are seed plants. There are 2 main types of seed plants: 1. Gymnosperms (conifers, which produce pine cones) 2. Angiosperms (flowering plants) Flowering plants are divided by how many cotyledons they have. Cotyledons are the tissues  that provide nourishment to a developing seedling. Flowering plants can be monocotyledons,  which means they have one cotyledon, or dicotyledons, which means they have 2 cotyledons. Three types of plant tissue exist: 1. Vascular tissue, which consists of xylem and phloem­ the main tubes through  which nutrients are transported. 2. Dermal tissue, which includes the outer cells (epidermis), guard cells surrounding a stoma, and special cells found on the outer surface of plants, such as hair cells or cells that cause a stinging sensation. 3. Ground tissue, which consists of 3 types of cells: ­ Parenchyma cells are the most common ground cells. They are involved in  many basic cell functions including storage, photosynthesis, and secretion. ­ Collenchyma cells have thick cell walls and are involved in mechanical support. ­ Sclerenchyma cells are similar to collenchyma cells, but their walls are even  thicker. Animal cells have these organelles and sub organellar structures: ­ Centrioles ­ Cell membrane ­ nucleus and nucleolus ­ mitochondria ­ Golgi apparatus ­ small vacuoles ­ lysosomes ­ endoplasmic reticulum ­ ribosomes Plant cells have all the organelles an animal cell has, plus: ­ Cell wall (cellulose in cell wall provides structure and rigidity) ­ Large vacuole (for storage of large molecules of starch) ­ Chloroplasts, which contain chlorophyll (the green pigment in plants) 2. Osmosis is responsible for drawing water from the soil into the xylem cells in the root. The  action occurs from 2 forces. First, with the xylem continuously moving water up out of the root,  the pressure in the root is high, especially in small, low­to­the­ground plants (like grass). This  force is evident in grass early in the morning when you can see tiny drops of water at the tip of  the blades.  (This isn’t dew; dew is caused when moisture out of warm, humid air condenses during the  cooler night temperatures and settles all over the grass). The second force involved in this  process is the high concentration of minerals inside the root as opposed to the ground. In an  attempt to equalize the concentration, the plant moves minerals up through xylem, which forces  water up as well. 3. The cohesion­tension theory describes how the majority of water moves through plants.  Cohesion is similar to adhesion except it involves like substances instead of different  substances. Cohesion causes the water molecules to be attracted to each other in a column.  Once the water molecules become attached, they fill the column in the xylem and act as a large  single molecule of water. As water evaporates from the plant (a process called transpiration), some water is “pulled” out  of the plant. Well, since the water is one big column, the rest of the water gets pulled up, too.  And, that necessitates more water being pulled into the plant. This mechanism is called “bulk  flow of water”. Transpiration Transpiration is the technical term of the evaporation of water from plants. As water  evaporates from the leaves (or any part of the plant exposed to air), it creates a tension in the  leaves and tissues of the xylem. Because plants lose water through openings in the leaves  called stomata, they must regain water. Therefore, the inspiration for transpiration is the loss of  water. The loss of the medium that carries necessary minerals inspires the plant to pull more  water in from the ground. Important Minerals for Plants Mineral                    Effect of Deficiency Boron                      Leaves on ends die and fall off early; plant growth is stunted; flowers and                                     seeds usually aren’t produced. Calcium                  Leaves roll and curl, roots are poorly developed and may look gelatinous. Chlorine (a gas)     Tips of leaves wilt and blacken. Copper                   Terminal shoots wilt and die; color of leaves is faded. Iron                         White marks in veins; bleaching of leaves, tips of leaves look scorched. Magnesium            Veins look green, but leaf tissue looks white or yellow brittle; leaves may wilt,                                fall off, or die. Manganese            Same as magnesium but stems yellowish green and often hard. Molybdenum          Leaves are light yellow and may not grow. Nitrogen (gas)       Stunted growth; leaves light green, then yellow, then dry out and fall off. Phosphorus          Stunted growth; leaves sometimes look purplish; stems thin. Potassium            Leaves pale green or streaked yellow, and wrinkled between veins. Sulfur                    Leaves light green to yellow; stems thin. Zinc                       Leaves die; white streaks between veins in older leaves. Ch. 6 “Using Energy” Intracellular Digestion Materials can enter cells in 4 different ways. These are methods of intracellular digestion  (meaning that digestion occurs inside the cells/organisms). 1. Active transport: This method requires that energy (in the form of adenosine  triphosphate, ATP) be used to move nutrients across the plasma membranes separating the cells of the digestive system and into the other cells of the organism. 2. Diffusion: This method relies on simple movement of molecules from where the  concentration of nutrients is high (such as in the environment of bacteria in a compost  heap) to an area of lower concentration of nutrients (such as into the bacteria). 3. Phagocytosis: This method involves an organism (or a cell) engulfing solid  nutrients. The cell surrounds the materials that it is going to “eat”, pulling the nutrients  inside it and forming a food vesicle. The food vesicle connects with a specialized cellular organelle called a lysosome. The lysosome contains enzymes that can digest the solid  material in the food vesicle. The nutrients are released from the solid material and then  absorbed through the membrane of the food vesicle and into the rest of the cell. 4. Pinocytosis: This method is just like phagocytosis, except that instead of solid  material being engulfed, liquid droplets are taken inside the cell, forming a pinocytotic  vesicle (inside of a food vesicle). (Note: The word phagocytosis means “cells eating” (phago­ = eating; cyto­ = cells). Pinocytosis  means “cells drinking” (pino­ = drink; cyto­ = cells).) Extracellular Digestion In some organisms, digestion occurs outside the cells of the digestive system; when it does, it is referred to as extracellular digestion. Some organisms that “eat” their food this way include fungi and parasites. Some of these organisms digest organisms that already are dead and decaying;  some feed off of living organisms. Continuous versus Discontinuous Feeders continuous feeders = Animals that eat constantly because food is taken and then pushed out  soon afterward. Most of these animals either are permanently attached to something (such as  clams or mussels) or are very slow moving. Clams also represent a group of animals called filter feeders. These animals siphon water and  filter out food particles using their 2 valves. One valve opens to siphon the food from the water,  and then the other valve opens to release the filtered water. This happens continually  throughout the organism’s life. discontinuous feeders = Animals that consume larger meals and store the ingested food for  later digestion. Xylem and Phloem Tissues called the xylem and the phloem usually are found together in what are called vascular  bundles. Both types of tissue conduct substances up through the root and stem of a plant. The  xylem conducts water and minerals from the soil; the phloem “flows” sugar molecules. All plant cells have a cell wall, but cells in the xylem have an additional cell wall to give them  extra strength (helps to avoid a blowout of water through the stem). Vessel elements are  specialized cells in the xylem that form columns called vessels. Water passes through holes at  the ends of each vessel element, and continues up through the entire vessel column. Phloem tissue contains cells called sieve­tube elements, which connect in columns called sieve  tubes. Each sieve­tube element has a pore on the end of it, through which the cytoplasm from  one sieve­tube element can “touch” the cytoplasm of the next sieve­tube element. This structure allows the fuel that the plant makes in the leaves to pass through and nourish the rest of the  plant. This process is called translocation.  Transporting Water From Cell to Cell Plants have 2 ways of moving water from outside the root toward the inside of the root to the  xylem and phloem tissue. Water can flow between the cell walls of adjacent cells. Think of this  as a hallway. Or water can flow between cells through tubes connecting the cytoplasm of each  cell, much like people can walk through doors of adjoining rooms. Water moves through these areas by one of 3 mechanisms: 1. Capillary action causes liquids to rise up through the tubes in the xylem of plants. The action results from adhesion, which is caused by the attraction between water  molecules and the walls of the narrow tube. The adhesion forces cause water to be  pulled up the column of vessel elements in the xylem and in the tubules in the cell wall. How Plants Absorb Nutrients and Create Fuel Plants have roots that stick down into the earth. The roots pull water, which has nutrients  dissolved in it, up from the ground. A few special forces cause the water to move up the stem of  the plant through the specialized tissue called the xylem: 1. Osmosis: Osmosis uses the difference in concentrations of nutrients between the soil and the root to move water (and nutrients) into the plant. More minerals and  nutrients are in the center of the root which is an area called the stele or vascular  cylinder (higher concentration), than are in the outside of the root (lower concentration).  One reason is because the water and nutrients keep moving toward the center of the  root to the xylem, which is a tube that then sends the water and nutrients up the root and into the stem. During osmosis, water moves from an area of lower concentration to the  area of higher concentration. 2. Capillary action (adhesion): Once the water and nutrients are inside the xylem,  adhesion and cohesion continue to move the water up through the plant. Adhesion  occurs when the water molecules cling to the xylem tissue. Adhesion provides the force  to pull water up the sides of the tube in the xylem. 3. Cohesion­tension: Cohesion occurs when water molecules stick to each other.  Cohesion causes the water in the tube of the root and stem to become one long column  of fluid and nutrients. As water evaporates from the plant into the atmosphere (called  transpiration in plants but respiration in animals), the column of water continues to move  up to fill the space left by the water molecules that were “pulled out” of the leaves upon  evaporation. This force of water evaporating from the leaves is called bulk flow, and it is  ultimately caused by the sun’s energy. 4. Photosynthesis Photosynthesis is the biochemical process of energy from the sun splitting water molecules  inside the plant and combining with carbon dioxide molecules so that a hydrolysis reaction  occurs, creating molecules of glucose that the plant can consume as fuel and oxygen that  animals can use in their bodies. The energy from the sun is “turned into” energy inside the plant. The equation for photosynthesis looks like this:                                        2Light + 6 2 O + 6 C6 12­­6> C H 2  + 6 O The Calvin­Benson Cycle The Calvin­Benson cycle, (also known as C  phot3synthesis), is a series of reaction that occur  during photosynthesis but are not initiated by light. These reactions use the energy created  during photolysis and photophosphorylation. After this cycle is performed 6 times, one molecule  of glucose is created. The cycle is broken down into the following types of reactions: ● Carboxylation ● Reduction ● Regeneration ● Carbohydrate synthesis Overall, the entire Calvin­Benson cycle can be put into an equation: + + 6 CO +2 8 ATP + 12 NADPH + H  ­­­­> 18 ADP + 18 P  + 12 NADP  + 21glucose Carboxylation A carboxylation reaction is one that takes carbon dioxide, which is an unreactive inorganic  molecule, and uses it to create an organic molecule that is involved in metabolic reactions. In plants, carbon dioxide is taken from the air and, through the series of reactions in the Calvin­ Benson cycle, used to create glucose. Specially, one molecule of carbon dioxide combines with one molecule of ribulose bisphosphate (a sugar­phosphate molecule abbreviated RuBP) to create 2 molecules of phosphoglycerate  (PGA), which is a molecule containing 3 carbon atoms. The fact that a 3­carbon molecule is created explains why the Calvin­Benson cycle also is called C 3photosynthesis: C stan3  for 3 carbons. Because this entire process needs to occur 6 times, the overall equation is:                                         2     6 CO + 6 RuBP ­­­­> 12 PGA Respiring Plants Break Down Glucose The entire process of respiration can be summed up like this: Energy (light) + 6 H O 2 6 CO  ­­­­2 C H O  +6612 6 2 The entire process of respiration can be summed up like this: C 6 12 +66 O ­­­2  6 CO  + 62H O + e2ergy Notice how respiration is the reverse of photosynthesis? It is. In plants, the creation of glucose  and the breaking down of glucose happen continuously, and both major processes happen in  each and every cell. There are no organ systems in plants, so the breaking down of fuel is not  separated from where it is used. This design eliminates the need for a circulatory system, per  se, as well as the need for a circulatory pump like a heart. And it eliminates the need for an  excretory system. Because plants are so efficiently designed, they really do not create much  waste. Their “waste” consists of oxygen and water, which they give off as products of this entire  process of respiration. Where it Happens In plants, the steps of respiration are fairly similar to respiration in animals. The steps include  glycolysis, the Krebs cycle­ which is also called the tricarboxylic acid (TCA) cycle or the citric  acid (cycle) ­ and the respiratory chain. Glycolysis is the process of breaking down glucose. This process happens in the cytoplasm of  the cell. In plants, glycolysis occurs through the glycolytic pathway (most often) or the oxidative  pentose phosphate pathway. The glycolytic pathway is important because along the pathway,  the substances that are produced (called intermediates because they are between the  origninal substance being degraded­glucose­and the final product, which is pyruvic acid) are  then used to form other important structural substances in the plant. Once pyruvic acid is produced, it crosses into the mitochondria of the plant and starts the Krebs  cycle. The rest of the process of respiration occurs in the mitochondria as well. After the Krebs  cycle is completed and high­energy molecules are created, the energy is passed through a  chain of events called the respiratory chain. At the end of that chain, oxygen and water are  released. Ch. 7: Transport of Nutrients Animals can have one of two kinds of circulatory systems: open or closed. Open Circulatory Systems This type of system is found in animals such as insects and some mollusks (snails, clams).  Inside these animals is an open cavity called a hemocoel into which a blood­like fluid called  hemolymph is pumped. A heart does the pumping, and it has holes called ostia through which  the hemolymph is pumped in and out. The hemolymph carries the oxygen and nutrients and  when it fills the hemocoel, the tissues of the organism are flooded with the fluid. Closed Circulatory Systems Closed systems are said to be closed because they have vessels that contain the fluid­in these  animals, blood. The Human Heart Humans have 2­circuit circulatory systems: one circuit is for pulmonary circulation and the other  circuit is for systemic circulation. Pulmonary circulation allows blood to pick up oxygen in the lungs (and dispose of carbon  dioxide). But then the oxygenated blood needs to go back to the heart to be pumped throughout the rest of the body via systemic circulation. More specifically, pulmonary circulation delivers deoxygenated blood to the lungs so that it can  become oxygenated and then delivers oxygenated blood back to the heart. When oxygenated blood returns to the heart, it gets pumped through the systemic circulatory  system, which carries blood to all cells in the body. Pulmonary Circulation Deoxygenated blood enters the right atrium through the superior vena cava and the inferior  vena cava. Superior means higher and inferior means lower, so the superior vena cava is at the  top of the right atrium, and the inferior vena cava enters the bottom of the right atrium. From the right atrium, the deoxygenated blood drains into the right ventricle through the right  atrioventricular (AV) valve, which is so named because it is between the atrium and the  ventricle. This value is also referred to as the tricuspid valve because it has 3 flaps in its  structure. As the right ventricle contracts, it forces the deoxygenated blood through the pulmonary  semilunar valve and into the pulmonary artery. Semilunar means half­moon and refers to the shape of the valve. Note that this is the only artery in the body that contains deoxygenated blood; all other arteries contain oxygenated blood. The  semilunar valve keeps blood from flowing back into the right ventricle once it is in the pulmonary artery. The pulmonary artery carries the blood that is very low in oxygen to the lungs, where it becomes oxygenated. Systemic Circulation Freshly oxygenated blood returns to the heart via the pulmonary veins. Note that these are the  only veins in the body that contain oxygenated blood; all other veins contain deoxygenated  blood. The pulmonary veins enter the left atrium. When the left atrium relaxes, the oxygenated blood  drains into the left ventricle through the left AV valve. This valve is also called the bicuspid valve because it has only 2 flaps in its structure. Now, the heart really squeezes. As the left ventricle contracts, the oxygenated blood is pumped  into the main artery of the body­ the aorta. To get to the aorta, blood passes through the aortic  semilunar valve, which serves to keep blood flowing from the aorta back into the left ventricle. The aorta branches into other arteries, which then branch into smaller arterioles. The arterioles  meet up with capillaries, which are the blood vessels where oxygen is exchanged for carbon  dioxide. The Heartbeat The heart contains nodes, which are special areas of tissue infused with nerves. The most  important node is the sinoatrial (SA) node, which is the pacemaker. The SA node spontaneously contracts the left and right atria and then sends an impulse through the nerves in the node that causes the next node to take action. This next node is the  atrioventricular (AV) node. The AV node is located in the lower part of the right atrium, and it generates an impulse that  stimulates an area of tissue called the bundle of His (pronounced “hiss”). The bundle of His lies between the right and left ventricles and connects with specialized fibers  called Purkinje fibers. When the impulse reaches the Purkinje fibers, it causes the ventricles to contract. Causes and Effects of Different Types of Anemia Types of Anemia                                      Cause                                                           Effect Aplastic anemia                               Bone marrow damaged by radiation             Bone marrow                                                           or chemicals.                                                 cannot produce                                                                                                                                  RBCs. Hendytic anemia                             RBCs prematurely destroyed.                       Low # of                                                                                                                                    functional  RBCs                                                                                                                                  in  bloodstream. Iron­deficiency anemia                  Dietary deficiency                                          Fatigue Pernicious anemia                         Digestive system cannot absorb                  Too many                                                          12itamin B , which is needed to properly       immature RBCs                                                          form RBCs.                                                   in blood, not                                                                                                                                enough                                                                                                                                properly  function­                                                                                                                                ing mature  RBCs                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    White Blood Cells There are 5 important types of white blood cells: 1. Basophils release histamines. Histamines are little chemical molecules that  cause you to sneeze and get teary­eyed when you are around something to which you  are allergic. But all of those reactions cause inflammation, which enlists the help of other stronger white blood cells. Plus, sneezing and getting watery eyes are physiologic  reactions to help flush the offending allergen from your mucous membranes. 2. Eosinophils “eat” other cells. The technical term for the eating of a cell is  phagocytosis, so eosinophils are said to phagocytize complexes formed between  antigens (the invading offender) and antibodies (the defenders).                               3. Lymphocytes kill cells that contain viruses. There are 2 types of lymphocytes: B  cells and T cells. T cells are the type of virus hunters measured in a person with  acquired immunodeficiency syndrome (AIDS). If the T­cell count decreases, it indicates  that the human immunodeficiency virus that causes AIDS is winning the fight in that  infected person’s body. 4. Monocytes are precursors to macrophages, meaning “big eater”. Macrophages  digest bacteria and viruses. 5. Neutrophils are the most abundant white blood cells in the body. These cells  phagocytize bacteria, and in doing so keep your system from being overrun by every  germ with which it comes into contact. Blood Clotting When an injured blood vessel is constricted, the platelets present in the blood that is passing  through that vessel start to stick to the collagen fibers that are part of the blood vessel wall.  Eventually, a platelet plug forms, and it fills small tears in the blood vessel. Once the platelet plug is formed, a chain of events is initiated to form a clot. The reactions that  occur are catalyzed by enzymes called clotting factors. There are 12 clotting factors, and the  mechanism that occurs is very complex. Here are the highlights: ● After a platelet plug forms, the coagulation phase begins, which involves a  cascade of enzyme activations that lead to the conversion of prothrombin to thrombin.  Calcium is required for this reaction to occur. ● Thrombin itself acts as an enzyme and cause fibrinogen­one of the 2 major  plasma proteins­to form long fibrin threads. ● Fibrin threads entwine the platelet plug forming a mesh like framework for a clot. ● The framework traps red blood cells that flow toward it, forming a clot. Because  red blood cells are tangled in the meshwork, clots appear to be red. As the red blood  cells trapped on the outside dry out, the color turns a brownish red, and a scab forms. Stemming from the Seeds A plant’s stem is vital to the plant’s survival. In some plants, such as those that survive just one  or two growing seasons­ that is, annuals or binennials ­ the stems are soft. These stems are in  contrast to the woody stems of plants that live year after year ­ perennial plants. Beacause the stems in annual and biennial plants are not woody, they are called herbaceous  stems (herb­ likens them to soft, green plants like grasses and herbs). The structure of a plant stem depends on the structure of the seed from which the plant sprang.  Looking at a bean sprout, you may have noticed the kidney ­ shaped tissue from which the bean sprouts. Those kidney­shaped tissues are part of the seed and are called cotyledons. Flowering plants with one cotyledon are called monocots; flowering plants with 2 cotyledons are  called dicots. Monocots and dicots have different types of stems, as well as some other major structural  differences. Features of Monocots and Dicots Feature                                                       Monocots                                             Dicots Cotyledons in seeds                                   one                                                         two Vascular bundles                                        scattered throughout                       definite ring  pattern Xylem and phloem                                      stem                                                in stem leaf veins                                                     run parallel                                      form a net pattern flower parts                                                 In 3s and multiples of 3s.                In 4s and 5s and                                                                                                                              multiples of 4s  and                                                                                                                             5s. In the stems of herbaceous dicots, the very center of the stem consists of pith, which has many  thin­walled cells called parenchymal cells. The thin walls allow the diffusion of nutrients and water between the walls. Surrounding the pith  is the ring of vascular bundles, which contains the xylem and phloem, with a thin layer of  vascular cambium between the xylem and phloem. Outside the vascular bundle ring is the  cortex of the stem. The cortex contains a layer of endodermis, some more parenchymal cells, and mechanical  tissue, which supports the weight of the plant and holds the stem upright. On the surface of the  stem is the epidermis and the cuticle. Woody stems are much different than herbaceous stems. Woody stems­ and this includes  branches­ develop buds to add new growth. Trees do not get bigger because the trunk grows;  they get taller because the branches elongate. In woody plants, there are 2 areas of xylem and phloem: the primary and secondary areas of growth, with a ring of cambium in between. As woody plants grow, new tissue is added to the vascular cambium year after year. As new xylem tissue grows  each year, it creates rings inside the woody stem. These are the rings of annual growth that you can count inside a tree to tell how old it is. As these rings of xylem accumulate year after year,  the circumference of the woody stem increases. The newly created xylem cells transport water  and minerals up through the stem. This part of the woody stem is called sapwood. The older  xylem tissue gets filled with material such as gums and resins. This part of the woody stem is  called heartwood. The phloem of woody plants gets pushed further and further outward as the xylem tissue  increases in size year after year. Eventually, the phloem is compacted against the bark of the  woody stem. However, in woody plants, the phloem really is active only during the first year of  the plant’s life. The only phloem that serves to transport materials through the woody plant is the phloem that is newly formed during the most recent growing season. Moving Fluids and Minerals Through Plants Sap is the mix of water and minerals that move through the xylem. Carbohydrates move through the phloem. There are several different “modes” of transportation through the xylem and  phloem; their main function is to keep all cells of the plant hydrated and nourished. Guttation Inside the cells of the root, there is a higher concentration of minerals than there is the soil  surrounding the plant, which makes sense because the root comprises a much smaller area,  whereas the soil is a much larger area. This creates osmotic pressure, also called root pressure, which forces water up out of the root  through the xylem as more water and minerals are “pulled” into the root from the soil and enter  the root cells via osmosis. This force results in guttation, which is the formation of tiny droplets on the ends of leaves or  grass early in the morning. The reason the droplets are seen in the morning is because  transpiration­ the loss of water from leaves­ doesn’t occur at night, so the pressure builds up  until morning. Those droplets are not just water, they’re sap. And, those sap droplets are proof  that water and minerals get pulled up from the soil and transported through the entire plant. Guttation may work well for small plants, through which water and mineral do not have far to  travel, but what about tall plants? Gravity works against the upward movement through the  plant,so more active processes are involved. Movement Through the Xylem: Transpiration As water evaporates from a leaf, the water is pulled out of cells on the surface of the leaf. This  action is called transpiration. However, there is a theory that water molecules are cohesive­ that  is, they stick together and become one big, huge water molecule. So, as the evaporation of the  “top” of the big, huge, water molecule is pulled by evaporation, a tension is created that passes  down through the big, huge water molecule­ all the way down to the roots. This tension then  pulls water up from the roots into the xylem tissue. Air bubbles don’t even stop this act of  transpiration pull. Water moves around air bubbles through tiny pits in the walls of xylem cells to keep the long  column of water continuous. Transport through the Phloem: Translocation Movement through the phloem is a bit trickier than it is through the xylem. Phloem contains  sieve tubes, and the sieve tube elements that make up the sieve tubes are arranged in a vertical line through the entire length of the phloem. Each sieve tube element has holes in their cell  walls through which material can pass. These holes look like little sieves, and they appear to  filter the material passing through. Cytoplasm runs through these little holes and serves as a  connecting fluid between each sieve tube element. When sieve tube elements become sieve tube elements, they lose their nuclei. Without nuclei,  they are unable to function as “regular” cells and have genetically controlled processes. Instead, each sieve tube element has a companion cell. The companion cell contains a nucleus  and other organelles required for normal cell function. It is thought that the companion cell  exerts some control over how the sieve tube functions. Phloem is responsible not only for moving minerals up through the plants, but also for moving  carbohydrates made in the certain plant cells to the rest of the plant’s cells. The xylem carries  water upward only; the phloem carries sugars both upward and downward. The mass flow  hypothesis, is so far, the best description of how translocation occurs in the phloem. This theory, proposed way back in 1927, works on the premise that substances move from a source to a  sink, and it goes like this: ● Carbohydrates made in one tissue are actively transported to sieve tube  elements. The concentration of solutes­the just produced carbohydrates­ is highest at  the source of population and lowest at a “sink”, which is an area of cells in the phloem  that has a low concentration of carbs. ● Water moves from the area of higher concentration to lower concentration­the  movement of water follows the movement of solutes. The carbohydrates are actively  transported to the sieve tube elements, but water passively diffuses into the sieve tube  elements. ● Pressure builds at the source­that is the sieve tube­because cell walls are  unyielding and do not expand to accommodate the increased water content. This  increased pressure causes movement of water and carbs to sieve tube elements at a  sink. (Think of how when you fill an ice­cube tray with water, when one square is full, the water overflows­or sinks­into the next square. That is the premise behind the source and sink model.) Movement occurs through the tiny holes in the sieve tube elements and  continues through the sieve tube: source to sink, source to sink. ● As a sink receives water and carbohydrate, pressure builds at the sink. But  before it turns into a source, carbohydrates in a sink are actively transported out of the  sink and into needy plant cells. As the carbohydrates are removed, the water then  follows the solutes and diffuses out the cell, relieving the pressure. Starch­a complex carbohydrate­is insoluble in water, so it acts as a carbohydrate storage  molecule. So, whenever a plant needs fuel­such as at night or in the winter when  photosynthesis does not occur as well­starches can be broken down into simple carbs. This  allows a ti


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

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!"

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."

Steve Martinelli UC Los Angeles

"There's no way I would have passed my Organic Chemistry class this semester without the notes and study guides I got from StudySoup."

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.