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 5.5 Notes

by: Mary Notetaker

Bio Week 5.5 Notes BIO 101

Mary Notetaker

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

Chapter 7
Principles of Biology
Mihaly Czako
Class Notes
25 ?




Popular in Principles of Biology

Popular in Department

This 6 page Class Notes was uploaded by Mary Notetaker on Friday September 23, 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 5 views.


Reviews for Bio Week 5.5 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: 09/23/16
Chapter 7: Membrane Structure and function  Plasma membrane o Boundary that blocks living things from surroundings  Property of selective permeability – allows some substances to cross more  easily than others  Determines chemical exchanges with environment  Cell Membranes – fluid mixture of lipids and proteins o Most abundant lipid in membrane – phospholipid  Ability to form membrane = inherent to molecular structure  Hydrophilic head and hydrophobic tail ­ Amphipathic molecule o Most membrane proteins are amphipathic  Located in phospholipid bilayer w/ hydrophilic area pointing away from  inside of cell – maximizes contact with water  Fluid mosaic model – membrane is mosaic of protein molecules in fluid  phospholipid bilayer  Proteins not randomly placed – associated with long term areas  where common functions performed  Lipids from defined regions too  Membrane Fluidity o Flexible structure o Held together by weak hydrophobic interactions  Most lipids and proteins can move within plane of membrane  Rarely, lipids cross membrane and switch phospholipid layers o Phospholipid movement is rapid – about 10^7 times/second o Proteins are larger and move more slowly  Some move in directed manner – driven by cytoskeleton fibers in cell by  motor proteins attached to membrane proteins’ cytoplasmic regions  Some immobile fixed to cytoskeleton or extracellular matrix o Membrane is fluid until temperature decreases to the point where phospholipids  settle into tight arrangement  Temperature at which this occurs depend on lipids it is made of  Stays fluid longer if phospholipids have unsaturated hydrocarbon tails  Kinks in tails at double bond locations can’t pack as tightly o Steroid cholesterol (wedged between phospholipid molecules in plasma  membranes of animal cells) – different effects on membrane fluidity at different  temperatures  High temps (body temp 37C – makes membrane less fluid bc restrains  phospholipid movement  Lowers temp for it to solidify – hinders close packing of phospholipids  “fluidity buffer” – resists change in membrane fluidity caused by  temperature o Fluidity = working correctly  Fluidity affects permeability and protein movement  If permeability changes due to temperature – enzymatic proteins may  become inactive if their activity requires movement  Membranes that are too fluid can’t support function   Extreme environments = challenge for life – result in evolutionary  adaptations o Evolution of changes in membrane lipid composition  Variations = evolutionary adaptations to retain fluidity in environments  Ex: fish in extreme cold have membranes with high proportion of  unsaturated hydrocarbon tails  Ex: some bacteria and archaea thrive at temperature > 90C –  membranes have unusual lipids that may prevent excess fluidity  This ability has evolved in organisms where temperatures vary  Plants in extreme cold – winter wheat – increase % of unsaturated  phospholipids increases in autumn (don’t solidify in winter)  Natural selection favors organisms whose membrane lipids ensure  appropriate fluidity o Membrane Proteins and Functions  Mosaic aspect  Membrane = collage of proteins (red blood cells have > 50 kinds  of proteins)  Phospholipids form major composition, but proteins determine most  functions  2 major populations of membrane proteins  integral proteins – penetrate the hydrophobic interior of lipid  bilayer o majority are transmembrane proteins – span membrane o other integral proteins extend partway into interior  hydrophobic regions of integral protein are made of  one or more stretches of nonpolar amino acids  o hydrophilic region is exposed to aqueous solutions  surrounding membrane o some proteins have hydrophilic channels in membrane of  hydrophilic substances that aqueous solutions can pass  through  peripheral proteins – not embedded in lipid bilayer, weak bond to  membrane surface and often exposed to integral proteins  cytoplasmic part of plasma membrane  some proteins held in place by attachment to cytoskeleton  extracellular part – certain membrane proteins attached to fibers of  extracellular matrix  these attachments combine to give animal cells more fortified framework  than plasma membrane  major functions of membrane proteins  transport  enzymatic activity  signal transduction  cell­cell recognition  intercellular joining  attachment to cytoskeleton and extracellular matrix  HIV infects cell by adhering to cell surface protein CD4 and co­receptor  CCR5  Cannot enter cells of resistant individuals that lack CCR5 o Membrane Carb role in cell to cell recognition  Cells recognize each other when they bond to molecules (often with carbs) on ECM surface of plasma membrane  Membrane carbs can covalent bond to lipids – glycolipids or to proteins –  glycoproteins  Carbs on external side of plasma membrane vary in species, individuals,  and individual cell types o Membrane Synthesis and Sidedness  Membranes have specific inside/outside faces  Asymmetric protein, lipid, and carb distribution in plasma membrane is  determined when membrane is built by ER and Golgi apparatus o Membrane structure = selective permeability  Cell has to exchange materials with surroundings – controlled by plasma  membrane  Plasma membrane = selectively permeable – regulates molecular traffic  Permeability of bilayer  Hydrophobic (nonpolar) – hydrocarbons, can dissolve in lipid  bilayer and pass through membrane quickly  Hydrophilic – ions and polar molecules, hard to cross membrane  Transport proteins – allow passage of hydrophilic substance across  membrane  Some, channel proteins, have hydrophilic channel that  molecules/ions use as tunnel  Channel proteins – aquaporins, facilitate passage of water  Others, carrier proteins, bind to molecules to change shape so they  can be moved across membrane  Specific for substance it must move o Passive transport   Diffusion of substance across membrane without using energy  Diffusion – tendency for molecules to spread out evenly into  available space  Each molecule moves randomly, but diffusion could be directional  Dynamic equilibrium – same # of molecules move in each  direction across membrane  Substances diffuse down concentration gradient – region where  density of a chemical substance increases or decreases o No work done to move substance down concentration  gradient o Diffusion of substance across biological membrane =  passive transport – no energy expended  Osmosis – diffusion of water across selectively permeable membrane  Water diffuses across membrane form lower solute concentration  to higher until solute concentration is equal on both sides  Water balance of cells without cell walls  Tonicity – ability of surrounding solution to cause a cell to gain or  lose water  Isotonic solution – solute concentration is equal inside and outside  cell, no net water movement across plasma membrane  Hypertonic solution – solute concentration greater outside than  inside; cell loses water o Environment = osmotic problems for organisms  Hypotonic solution – solute concentration is less than inside cell;  cell gains water o Environment = osmotic problems for organisms  Osmoregulation – control of solute concentrations and water  balance – necessary adaptation for life in such environments  Protest paramecium – hypertonic to pond water environment –  contractile vacuole that acts as a pump  Water balance of cells with cell walls  Cell walls help water balance o Plant cell in hypotonic solutions swells until wall stops  uptake – makes cell turgid (firm) o If plant cell and surroundings are isotonic – no net  movement of water into cell – cell becomes flaccid (limp) o In hypertonic environment – plant cells lose water  Membrane pulls away from cell wall and plant wilts – lethal effect called plasmolysis  Facilitated diffusion o Passive transport is helped by proteins  Facilitated diffusion – transport proteins quicken  passive movement of molecules across plasma  membrane  Transport proteins include channel and carrier  proteins o Channel proteins – provide tunnel for molecules/ions to  cross membrane o Aquaporins – facilitate diffusion of water o Ion channels – facilitate diffusion of ions  Some, called gated channels – open/close in  response to stimulus o Carrier proteins – undergo subtle shape change that  translocates solute­binding site across the membrane o Active transport expends energy to move solutes against their gradients  Facilitated diffusion – passive because solutes move down concentration  gradient without energy use  Some transport proteins can move solutes against concentration gradients  Active transport – moves substances against concentration gradients  Require energy, usually in the form of ATP  Performed by specific proteins in membranes  Allows cells to maintain concentration gradients different from  surroundings  Ex: sodium­potassium pump  Ion pumps maintain membrane potential  Membrane potential – voltage difference across a membrane o Voltage created by different distribution of + and – ions  across a membrane  2 forces – electrochemical gradient drive ion diffusion across  membrane o chemical force – ion concentration gradient o electrical force – effect of membrane potential on ion  movement  electrogenic pump – transport protein, generates voltage across a  membrane o sodium­potassium pump – major electrogenic pump of  animal cells o main of plants, fungi, and bacteria – proton pump o helps store energy for cellular work  Cotransport   Couples transport by a membrane protein  Cotransport – occurs when active transport of a solute indirectly  drives transport of other substances o Plants use gradient of H ions generated by proton pumps to  drive active transport of nutrients into cell o Bulk transport across plasma membrane occurs by exocytosis and endocytosis  Small molecules and water enter/leave cell through lipid bilayer or by  transport proteins  Large molecules (polysaccharides/proteins) cross membrane in bulk via  vesicles  Requires energy  Exocytosis – transport vesicles migrate to and fuse to membrane and  release contents outside cell  Secretory cells use this to export products  Endocytosis – cell takes in macromolecules by making vesicles from  plasma membrane  Revers of exocytosis – involves different proteins  Three types of endocytosis o Phagocytosis – cell eating  Cell engulfs particle in a vacuole which fuses with a lysosome to digest o Pinocytosis – cell drinking  Molecules dissolved in droplets are taken up when  extracellular fluid is gulped into tiny vesicles o Receptor­mediated endocytosis  Binding of ligands to receptors triggers vesicle  formation  Ligand – any molecule that binds specifically to  receptor site of another molecule


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

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."

Anthony Lee UC Santa Barbara

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

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!"


"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.