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

Bio Week 2 Notes

by: Mary Notetaker

Bio Week 2 Notes BIO 101

Mary Notetaker
View Full Document for 0 Karma

View Full Document


Unlock These Notes for FREE

Enter your email below and we will instantly email you these Notes for Principles of Biology

(Limited time offer)

Unlock Notes

Already have a StudySoup account? Login here

Unlock FREE Class Notes

Enter your email below to receive Principles of Biology notes

Everyone needs better class notes. Enter your email and we will send you notes for this class for free.

Unlock FREE notes

About this Document

chapters 2 and 3 will be covered in first exam
Principles of Biology
Mihaly Czako
Class Notes




Popular in Principles of Biology

Popular in Department

This 7 page Class Notes was uploaded by Mary Notetaker on Thursday September 8, 2016. The Class Notes belongs to BIO 101 at University of South Carolina taught by Mihaly Czako in Fall 2016. Since its upload, it has received 2 views.


Reviews for Bio Week 2 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: 09/08/16
Chapter 2: The Chemical Context of Life  Iodine is a trace element required by organisms in minute quantities by humans and other vertebrates but not bacteria/plants  Chemical connection to biology o Biology is study of life o Living organisms and their environments are subject to basic laws of physics and  chemistry  Ex: use of formic acid by ants to protect themselves against predators and  microbial parasites o Organisms are composed of matter – anything that takes up space and has mass  Elements and compounds o Matter is made of elements  Element – substance that cannot be broken down to toher substance by a  chemical reaction  Compound – substance consisting of two or more elements in a fixed ratio  Different characteristiics than elements  20­25% of 92 elements are essential  C, H, O, N make up 96% of living matter  Last 4% is Ca, Phosphorus, K, S  Trace elements are required by organisms in minute quantities  Some elements are poisonous  Atoms o Composed of subatomic particles  Protons, neutrons, electrons o P and N form atomic nucleus o E form cloud around nucleus o Neutron mass and proton mass are almost identical and measured in daltons o 1.66x10^­27  Atomic nimber and atomic mass o Atoms of various elements differ in number of subatomic particles o Atomic # ­ number of protons in nucleus o Mass # ­ sum of protons and neutrons in nucleus o Atomic mass – atom’s total mass, approximated by mass # o Isotopes – atoms of same element w different number of neutrons  Radioactive tracers o Radioactive isotopes used in diagnostic tools in medicine o Radioactive tracers used to track atoms through metabolism  Radiometric dating o Parent isotope decays into its daughter isotope at a fixed rate, expressed as half­ life o Scientists measure the ratio of different isotopes and calculate how many half­ lives have passed since the fossil or rock was formed o Varies in time  Energy levels of electrons o Energy is capacity to cause change o Potential energy is the energy matter has because of its location or structure o Electrons of an atom differ in amounts of potential energy o Electron’s state of potential energy is called its energy level or electron shell o  E­ Distribution and Chemical properties o Chemical behavior of an atom is determined by the distribution of e­ in electron  shells o PT shows e­ distribution for each element o Valence e­ in outermost shell o Chemical behavior of an atom is mostly determined by valence e­ o Electron orbitals – three dimensional space where electrons usually are o Each e­ shell has a specific number of orbitals o Elements w a full valence shell are chemically inert  Formation and Function of molecules depend on chemical bonding of atoms o Atoms with full valence shells can share or transfer those electrons with other  atoms  Interactions usually result in attractions called chemical bonds o Covalent bond – sharing of a pair of valence e­ by two atoms, strongest bond  Shared e­ count as part of each atom’s valence shell o Molecule – two or more atoms held together by covalent bonds o Single bond – single covalent, sharing of one pair of valence e­ o Double bond – double covalent, sharing of two pairs of valence e­ o Structural formula – notations that represents atoms and bonding  Ex: H­H  Abbreviated further with molecular formula  Ex: H2 o Covalent bonds form between atoms of same or different elements o Compound – combination of two or more elements o Valence – atom’s bonding capacity o Atoms in a molecule attract electrons to varying degrees o Electronegativity – atom’s attraction for the electrons in a covalent bond o More e­neg, stronger pull of e­ o Nonpolar covalent bond – electrons shared equally o Polar covalent bond – one atom more EN, don’t share equally  Unequal sharing of e­ causes partial pos or neg charge for each atom or  molecule  Ionic Bonds o Atoms sometimes take e­ from bonding partners  Ex: e­ transfer from NA to Cl  After transfer, both atoms have charges o Ion – charged atom or molecule o Cation – positively charged ion o Anion – negatively charged ion o Ionic bond 0 electrostatic attraction between an anion and a cation  Compounds formed by ionic bond – ionic compounds/salts  Often found as crystals in nature  Weak Chemical Bonds o Most of strong bonds in organisms are covalent that form a cell’s molecules o Weak chemical bonds are also important  Large biological molecules often held in functional form by weak bond  Reversibility of weak bonds can be an advantage  Gecko’s toe hairs to wall surface  Hydrogen Bonds o Forms when a hydrogen atom covalently bonded to one EN atom is attracted to  another EN atom  In living cells – the EN partners are usually O or N atoms  Van der Waals Interactions o If e­ distributed asymmetrically, may accumulate in one part of atom or molecule o VDW – attractions between molecules that are close together as a result of these  charges  Hydrophilic and hydrophobic o Hydrophilic – groups attracted to water o Hydrophobic – association/effect is result of thermodynamic favorability to place  hydrophilic on the outside towards water and the HPs together on the inside  Molecular shape and Function o Molecule’s shape – important to function  Shape determined by positions of atom’s orbitals  In covalent bond, s and p may hybridize, making specific shapes  Shape crucial in biology because it determines how biological molecules  recognize and respond to one another  Opiates, like morphine, have similar effects because similar shapes and  bind same receptors in brain  Chemical reactions make and break chemical bonds o Chemical reactions – making and breaking of chemical bonds o Reactants – starting molecules of a chemical reaction o Products – final molecules of a chemical reaction o Photosynthesis – impt chemical reaction  Sunlight is energy for conversion of CO2 and H2O to glucose and O2 o All chemical reactions are reversible o Chemical equilibrium – reached when forward and reverse reactions occur at the  same rate o At equilibrium – relative concentrations of reactants and products don’t change Chapter 3:   Molecule that supports all of life o water is the biological medium on Earth  only common substance to exist in the natural environment in three  physical states of matter  structure of water molecule allows it to interact with other molecules –  hydrogen bonds  unique properties make it suitable for life  Polar covalent bonds in water molecules = hydrogen bonding o Electrons of the polar covalent bonds spend more time near O than H because it is more EN o Water molecule is therefore polar, unevenly distributed charge o Polarity allows water to form hydrogen bonds  4 emergent properties of water contribute to earth’s stability ofr life o 4 properties facilitate healthy environment  cohesive behavior  collectively hydrogen bonds hold water together through cohesion  cohesion helps transport water against gravity in plants  adhesion is an attraction between different substances o ex: between water and plant cell walls  surface tension is a measure of how hard it is to break the surface  of a liquid  water has unusually high surface tension due to hydrogen bonding  between the water molecules at the air­water interface and to the  water below  ability to moderate temperature  water absorbs heat from warmer air and releases stored heat to  cooler air  water can absorb or release a large amount of heat with only a  slight change in its own temperature  Temperature and Heat o Kinetic energy – energy of motion  Associated with random motion of atoms or  molecules is called thermal energy  Temperature is a measure of energy that represents  the average kinetic energy of the molecules in a  body of matter  Thermal energy in transfer from one body of matter  to another is defined as heat o Caolore – amount of heat require to raise the temperature of 1g of water by 1 degree C  Calories on food are kilocalories where 1 kcal =  1,000 calories  Joule is unite of energy, 1 J = .239 cal or 1 cal =  4.184 J o Water has high specific heat  Specific heat of a substance is the amount of heat  that must be absorbed or lost for 1g of that  substance to change its temperature by 1 degree C  Water resists changing its temperature because of  its high specific heat  This can be traced to hydrogen bonding  Heat is absorbed when H bonds break  Heat is released when H bonds form  High specific heat of water minimizes temperature  fluctuations to within limits that permit life o Evaporative cooling  Evaporation – transformation of a substance from  liquid to gas  Heat of vaporization – heat a liquid must absorb for  1g to be converted to gas  As liquid evaporates, its remaining surface cools, a  process called evaporative cooling  this helps stabilize temperatures in  organisms and bodies of water  expansion upon freezing  ice floats in liquid water because hydrogen bonds in ice are more  ordered, making ice less dense than water o water reaches its greatest density at 4 degrees C (39.2 F) o if ice sank, all bodies of water would eventually freeze  solid, making life impossible on Earth o scientists worry that global warming, caused by CO2 and  other greenhouse gases is having a profound effect on icy  environments around the globe  rate at which glaciers and arctic sea are  disappearing is posing an extreme challenge to  animals that depend on ice for their survival  versatility as a solvent  solvent of life  solution – liquid that is a completely homogeneous mixture of  substances  solvent – dissolving agent of a solution  solute – substance that is dissolved  aqueous solution – solution in which water is the solvent  water is a versatile solvent due to its polarity  when an ionic compound is dissolved in water, each ion is  surrounded by a sphere of water molecules called a hydration shell  water can also dissolve compounds made of nonionic polar  molecules  even large polar molecules like proteins can dissolve in water if  they have ionic polar regions o Hydrophilic and Hydrophobic Substances  Hydrophilic – substance that has an affinity for water  Hydrophobic – substance that does not have an affinity for water  Oil molecules are hydrophobic because they have relatively nonpolar  bonds  Hydrophobic molecules related to oils are the major ingredients of cell  membranes, so is cholesterol  Hydrophilic groups of atoms are attracted to water o Solute Concentration in aqueous solutions  Most chemical reactions in organisms involve solutes dissolved in water  When carrying out experiments, we use mass to calculate the number of  solute molecules in an aqueous solution  Molecular mass – sum of all masses of all atoms in a molecule  Numbers of molecules are usually measured in moles, 1 = 6.02 *  10^23 molecules  Avogadro’s number and the unit Dalton were defined so 6.02 *  10^23 Daltons = 1g  Molarity – number of moles of solute per liter of solution o Possible evolution of life on other planets  Biologists seeking life on other planets have concentrated their search on  planets with water  To date, more than 200 planets have been found outside our solar system,  evidence that some have water vapor  Mars has water o Acidic and basic conditions affect living organisms  Hydrogen atom in a hydrogen bond between two water molecules can  shift from one to the other  The hydrogen atom leaves its electron behind and is transferred as  a proton, or hydrogen ion  Molecule that lost the proton is now a hydroxide ion  Molecule with an extra proton is now hydronium ion  Water is in a state of dynamic equilibrium in which water molecules  dissociate at the same rate at which they are formed  Dissociation is rare  changes in concentration of H+ and OH­, can affect chemistry of a  cell  concentrations of H+ and OH­ are equal in pure water o adding certain solutes, acids and bases, effects  concentration o biologists use pH scale to describe acidity or basicity of a  solution o Acids and Bases  Acid – any substance that increases the H+ of a solution  Base – any substance that reduces the H+ concentration of a solution  Strong acids and bases dissociate completely in water  Weak acids and bases reversibly release and accept back hydrogen ions  but can still shift H+ and OH­ away from neutrality o pH scale  in any aqueous solution at 25C, product of H+ and OH­ concentration is  constant and [H+][OH­] = 10^­14  pH = ­log[H+]  acid < 7, base > 7  most biological fluids have pH between 6 and 8 o Buffers  Internal pH of most living cells must remain close to pH 7  Buffers are substances that minimize changes in concentrations of H+ and  OH­ in a solution  Most buffers contain a weak acid and its corresponding base which  combine reversibly with hydrogen ions o Acidification: A Threat to Water Quality  Human activities such as burning fossil fuels threaten water quality  CO2 is the main product of fossil fuel combustion  About 25% of human­generated CO2 is absorbed by the oceans  CO2 dissolved in sea water forms carbonic acid, process called ocean  acidification  As seawater acidifies, H+ ions combine with carbonate ions to  produce bicarbonate  Carbonate is required for calcification (production of calcium  carbonate) by many marine organisms, including reef –building  corals  Much progress made in learning about the delicate chemical  balances in oceans, lakes, and rivers


Buy Material

Are you sure you want to buy this material for

0 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."

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."


"Their 'Elite Notetakers' are making over $1,200/month in sales by creating high quality content that helps their classmates in a time of need."

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.