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

LS1 Week One Notes

by: Annita Kasabyan

LS1 Week One Notes Life Sciences 1

Annita Kasabyan
GPA 3.577
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 Life Sciences 1 - Evolution, Ecology, and Biodiversity

(Limited time offer)

Unlock Notes

Already have a StudySoup account? Login here

Unlock FREE Class Notes

Enter your email below to receive Life Sciences 1 - Evolution, Ecology, and Biodiversity 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

Very detailed notes on chapters 1 and 21 which also incorporate some lecture notes as well. I hope this helps!
Life Sciences 1 - Evolution, Ecology, and Biodiversity
Class Notes
Life Science, Kane, Science, LS1, Biology




Popular in Life Sciences 1 - Evolution, Ecology, and Biodiversity

Popular in Life Science

This 10 page Class Notes was uploaded by Annita Kasabyan on Friday April 1, 2016. The Class Notes belongs to Life Sciences 1 at University of California - Los Angeles taught by Kane in Fall 2015. Since its upload, it has received 29 views. For similar materials see Life Sciences 1 - Evolution, Ecology, and Biodiversity in Life Science at University of California - Los Angeles.


Reviews for LS1 Week One 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: 04/01/16
LS1 Week One Notes Chapter 1 1. The Scientific Method (observation, hypothesis, predictions, experimentation, repeat  multiple times, theory) a. Observation: the act of viewing the world around us b. Experimentation: controlled way of asking and answering questions about the  world in an unbiased manner c. Observation allows us to draw tentative explanations called hypotheses i. A good hypothesis makes predictions about observations not yet made or  experiments not yet run ii. Because hypotheses make predictions, we can test them iii. A hypothesis can be supported or rejected d. Controlled experiment: researcher sets up several groups to be tested, keeping the  conditions and set up as similar as possible from one group to the next i. Variable 1. Introduced to the test group 2. Not introduced to control group a. Provides a baseline for the experiment 3. General explanations of natural phenomena supported by many  experiments and observations are called theories e. If results are consistent over many experiments, a hypothesis becomes a theory 2. Chemical and Physical Principles a. 4 key characteristics of living organisms i. Complexity with precise spatial organization on several scales ii. The ability to change in response to the environment iii. The ability to reproduce iv. The capacity to evolve b. Earth’s crust consists mainly of oxygen and silicon c. Living organisms are made up mostly of oxygen carbon and hydrogen d. First law of thermodynamics i. Energy can neither be created nor destroyed but can be transformed from  one form to another e. Second law of thermodynamics i. the degree of disorder in a system tends to increase ii. entropy: the amount of disorder in a system f. scientific method shows that living organisms come from other living organisms  3. The Cell a. Most basic unit of life b. Nucleic acids store and transmit info needed for growth, function, and  reproduction i. In order to do so, cells require a stable archive of info that encodes and  helps determine their physical attributes (DNA) 1. Double stranded helix with each strand made up of varying  sequences of four kinds of molecules 2. The info encoded in DNA directs the formation of proteins­ functional and structural molecules that do the work of the cell 3. Protein Synthesis a. DNA –transcription­> RNA –translation­> Protein i. Process is known as central dogma b. Transcription: copying of info from one form to another  (RNA synthesis from DNA template c. Translation: converts info stored in the language of nucleic  acid to info stored in the language of proteins. 4. Gene: the DNA sequence that corresponds to a specific protein  product. 5. DNA is easily replicated a. During replication, each strand of the double helix structure serves as a template for a new strand b. Mutations may occur i. Either lethal or serve as a form of diversity leading  to evolution c. Membranes define cells and space within cells i. Plasma membrane: separates the living material within the cell from the  nonliving environment around it 1. However cells are not completely isolated from their surroundings 2. Plasma membrane allows controlled interaction 3. All cells require contributions from surroundings (simple ions and  the building blocks required for the manufacturing of  macromolecules) 4. Cells release waste product into surroundings ii. Nucleus: houses the cell’s DNA 1. Like plasma membrane, the nuclear membrane controls the  interaction with surrounding environment 2. Cytoplasm: space outside the nucleus 3. Prokaryotes do not have a nucleus whereas eukaryotes do d. Prokaryotes i. Emerged about 4 billion years ago ii. Bacteria is an example iii. Success of these cells depends on size, ability to reproduce rapidly, and  their ability to obtain energy and nutrients from diverse sources iv. Most are single­celled e. Eukaryotes i. Emerged 2 billion years ago from prokaryotes ii. Can be single­celled (yeast) or multi­celled (mammals) iii. In multicellular organisms, cells specialize to perform different functions f. 3 domains of life i. Bacteria, Archaea, Eukarya 1. Bacteria and Archaea lack nuclei 2. Archaea are single­celled microorganisms that thrive in extreme  conditions g. Metabolism converts energy from the environment into a form that can be used by cells i. ATP 1. Energy stored in chemical form h. A virus is genetic material in need of a cell i. Contain DNA and RNA, however lack the ability to harness energy from  the environment ii. Cannot replicate on their own, which is why a cell is required iii. A virus infects a cell by binding to its surface, inserting its genetic  material, and using the cellular machinery to produce more viruses 4. Evolution a. Early Ideas of evolution i. Charles Lyell 1. Wrote Principles of Geology (1830­1833) a. “the present is key to the past b. Tiny changes produce large changes over time ii. Jean­Baptiste Lamarck 1. Use or disuse of traits could cause the trait to be altered over an  individual’s lifetime 2. Suggested the altered trait could be inherited by offspring 3. We now know that acquired traits cannot be inherited iii. Charles Darwin 1. Influenced by Lyell’s Principles of Geology (Vol 1) 2. Collected fossils and live specimens on Voyage of the Beagle 3. Documented everything he observed 4. Noticed that many species, particularly on the Galapagos Islands,  are similar to each other and many other species in other locations  yet different at the same time 5. Reads Essay on the Principle of Population by Thomas Malthus a. Populations grow exponentially, but resources do not b. Growth will eventually be checked by famine and disease 6. His thoughts and observations led to ideas of how species change  over time 7. His ideas were very controversial a. Previously believed that all of life was created as is b. Perfect fit to the species’ environment must be because  God created the species that way c. Darwin was reluctant to go against common beliefs 8. Alfred Russel Wallace a. Explored South America 7 years after Darwin was in  Galapagos b. Began writing on what he was observing and thinking  about species c. Developed same ideas as Darwin d. Darwin and Walla were co­authors on a paper presented to  the Linnean Society in 1858   b. Variation in populations provides the raw material for evolution i. Natural selection 1. When there is variation within a population of organisms, and  when that variation can be inherited, the variants best suited for  growth and reproduction in a given environment will contribute  disproportionately to the next generation ii. Environmental variation: variation among individuals due to difference in  the environment iii. Gene pool: total collection of genes in a population at any one time iv. Allele: one form of a gene v. Genotype: the genetic makeup of a cell or organism vi. Phenotype: an individual’s observable characteristics vii. Genetic variation: variation due to differences in genetic material 1. Arises from mutation a. Can be random errors or can be caused by the environment  such as radiation c. Evolution is the change in the genetic makeup of a population over time d. Evolution predicts a nested pattern of relatedness among species, depicted as a  tree i. Differences among species that come from the same ancestor are called  “descent with modification” e. Evolution can be studied by means of experiments i. One way to capture evolution is to experiment on bacteria, which  reproduce very rapidly, with extremely large populations 1. Large population means higher chance of mutation 5. Ecological Systems a. Ecology: the study of how organisms interact with one another and with their  physical environment in nature b. Basic features of anatomy, physiology, and behavior shape ecological systems c. Ecological interactions play an important role in evolution i. Predation and competition among different species allows for natural  selection to occur; the survival of the fittest d. How do abiotic (nonliving factors, the physical world) and biotic (biological  factors) factors affect species?  6. The Human Footprint a. Our expansion has led to the expansion of other species (for example through  agriculture) b. At the same time, we have caused a decline in other species (for example through  deforestation and hunting) Chapter 21 1. Genetic Variation a. Population genetics is the study of patterns of genetic variation b. Humans have very low genetic variation within the population i. Any two randomly selected humans differ from each other on average by  one DNA base per 1000 vs two fruit flies that differ from each other by 10 bases per 1000 c. Species consists of individuals that can exchange genetic material through  interbreeding d. Populations are interbreeding groups of organisms of the same species living in  the same geographical area e. Mutation and recombination are the two sources of genetic variation i. Recombination shuffles mutations to produce new sequences ii. Mutations can be somatic – occurring in the body’s tissues – or germ­line  – occurring in the reproductive cells and therefore passed on to the next  generation. 1. A somatic mutation affects only the cells descended from the one  cell in which the mutation originally arose, therefore only affecting that one individual 2. A germ­line mutation appears in every cell of an individual derived from the fertilization involving the mutation­bearing gamete,  therefore appearing in its descendants iii. Most mutations – which occur on noncoding DNA which is what most of  a genome consists of – are neutral, meaning they are harmless. However,  most mutations that do occur in protein­coding regions of the genome  have a harmful effect on the organism. iv. Beneficial mutations are rare, however these types of mutations increase  an individual’s chance of survival and therefore the gene will be passed  on. These mutations will eventually be passed on to an entire new  generation and will result in a species that is adapted to its environment  and is better able to survive and reproduce 2.  Measuring genetic variation a. Allele frequency: rate of occurrence of alleles in populations b. To understand patterns of genetic variation, we require information about allele  frequencies i. The allele frequency of an allele x is simply the number of x’s present in  the population divided by the total number of alleles ii. Three ways to measure genotype and allele frequencies in populations 1. Observable traits a. Difficult to measure genetic variation using only  observable traits because: i. Many traits are encoded by a large number of genes ii. The phenotype is a product of both the genotype  and the environment b. Until 1960s, only one solution: limit population genetics to  the study of phenotypes that are encoded by a single gene i. Example: human blood groups 2. Gel electrophoresis a. Made single­gene variation much easier to detect b. In gel electrophoresis, before DNA technologies were  developed, the proteins being studied migrate through a gel  when an electrical charge is applied. The rate at which the  proteins move from one end of the gel to the other is  determined by their charge and size c. Early studies of protein electrophoresis focused on  enzymes that catalyze reactions that can be induced to  produce a dye when the substrate for the enzyme is added.  With the substrate, you can see the locations of the proteins in the gel d. The bands in the gel provide a visual picture of genetic  variation in the population, revealing what alleles are  present and what their frequencies are e. Although it worked, it was very limited i. Researchers could only use enzymes because they  needed to be able to stain specifically for enzyme  activity and could detect only mutations that  resulted in amino acid substitutions that changed a  protein’s mobility in the gel 3. DNA sequencing a. Gold standard for measuring genetic variation b. Researchers finally had an unambiguous means of  detecting all genetic variation in a stretch of DNA, whether  in a coding region or not c. Calculating allele frequencies simply involved collecting a  population sample and counting the number of occurrences  of a given mutation 3. Evolution and the Hardy­Weinberg Equilibrium a. Evolution is a change in allele or genotype frequency over time within a  POPULATION not an INDIVIDUAL b. The Hardy­Weinberg equilibrium describes situation in which allele and genotype frequencies do not change c. Hardy­Weinberg equilibrium: a state in which particular allele and genotype  frequencies do not change over time, implying the absence of evolutionary forces. It also specifies a mathematical relationship between allele frequencies and  genotype frequencies  d. A population that is in equilibrium meets these conditions: i. There can be no differences in the survival and reproductive success of  individuals ii. Populations must not be added to or subtracted from by migration iii. There can be no mutation iv. The population must be very large to prevent sampling errors 1. A change in frequency of an allele due to the random effects of  limited population size is called genetic drift v. Individuals must mate at random e. The Hardy­Weinberg equilibrium relates allele frequencies and genotype  frequencies f. The Hardy­Weinberg equilibrium is the starting point for population genetic  analysis i. Not only does the equilibrium provide a means of converting between  allele and genotype frequencies, it also serves as an indicator that  something interesting is happening in a population when it is not upheld ii. If a population is not in equilibrium, then evolution has occurred 4. Natural Selection a. Natural selection brings about adaptations b. Darwin’s On the Origin of Species in 1859 i. Showed that species are not unchanging; they evolve ii. Theory of Natural Selection 1. All populations have the ability to grow exponentially 2. A population cannot grow exponentially (resource limitation) 3. Variation exists within a population a. Polymorphism: two or more phenotypes present in the  population 4. This variation must be heritable 5. Variation leads to differential survival and differential reproductive success for individuals a. Fitness: measure of the extent to which an individual’s  genes are represented in the next generation c. The Modern Synthesis combines Mendelian Genetics and Darwinian evolution i. The rediscovery of Mendel’s work in 1900 started controversy 1. Some argued that his discoveries did not apply to most genetic  variation because the traits he studies were discrete, not continuous a. Example: human height is not just 5 feet or 6 feet, there are  inches in between creating a spectrum of different heights ii. Ronald Fisher realized that instead of a single gene contributing to a trait  like height, there could be several genes that contribute to the trait 1. His insight formed the basis of a synthesis between Darwin’s  theory of natural selection and Mendelian genetics that was forger  th during the middle of the 20  century (Modern Synthesis) d. Natural selection increases the frequency of advantageous mutations and  decreases the frequency of deleterious mutations i. Positive selection: natural selection that increases the frequency of a  favorable allele ii. Negative selection: natural selection that decreases the frequency of a  deleterious allele iii. Deleterious allele is rare and recessive so it is formed infrequently  1. Thus, the genetic disease occurs rarely, and the allele remains in  the population because it is recessive and not expressed as a  heterozygote iv. Balancing selection: acts to maintain two or more alleles in a population 1. Example: members of a species that face different conditions  depending upon where they live. One allele might be favored by  natural selection in a dry area, but a different one favored in a wet  area. Taking the species as a whole, these alleles are maintained by natural selection at intermediate frequencies 2. Heterozygote advantage: heterozygote’s fitness is higher than that  of either of the homozygotes, resulting in selection that ensures  that both alleles remain in the population at intermediate  frequencies a. Exemplified in Africa, where malaria has been a long­ standing disease v. Natural selection can be stabilizing, directional, or disruptive 1. Stabilizing selection: maintains status quo and acts against  extremes a. Example: a baby can’t be born too small or too big or else  there will be complications, therefore, the optimum weight  is between the two. In this case, natural selection acts  against the extremes 2. Directional selection: a form of selection that selects one of two  extremes and leads over time to a change in a trait a. Artificial selection (termed by Darwin) is a form of natural  selection. Same as natural selection except there is no  competition; the favored species is bred 3. Disruptive selection: operates in favor of extremes and against  intermediate forms vi. Sexual selection increases an individual’s reproductive success 1. Sexual selection promotes traits that increase an individual’s  access to reproductive opportunities 2. Can happen in two ways a. Intrasexual selection: Members of one sex – usually the  males – compete with one another for access to the other  sex – usually the females i. This form of selection focuses on interactions  between individuals of one sex ii. Because competition usually occurs in males, we  see traits such as large size and weaponry such as  antlers in the male population. Larger males tend to  win fights and have access to more females b. Intersexual selection: males compete for the attention of the female with bright colors or advertisement displays. In this  case, the females choose their males i. This form of selection focuses on interactions  between females and males 3. These traits might appear to be eye catching and attract the  predator, which acts against natural selection, however it attracts  mates, which in turn allows reproductive success 5. Migration, mutation, genetic drift, and nonrandom mating a. Like natural selection, these mechanisms can cause allele frequencies to change b. Unlike natural selection, they do not lead to adaptations c. Migration reduces genetic variation between populations i. Results in gene flow – the movement of alleles from one population to  another ii. Example: a bridge is built that connects different geographical locations  together. These locations contain black bunnies on one side and white  bunnies on another side. The bridge allows the bunnies to migrate,  resulting in mating and eventually leading to the frequencies of the two  populations to become the same iii. Homogenizing populations can be maladaptive, causing a decrease in the  population’s average fitness 1. Example: fair­skinned people arriving in an equatorial region are at risk of sunburn and skin cancer d. Mutation increases genetic variation e. Genetic drift has a large effect on small populations i. Random change in allele frequencies from generation to generation ii. Bottleneck: an originally large population falls to just a few individuals 1. Example: a rare allele, A, with a frequency of 1/1000. The habitat  is destroyed and only a few individuals are left, in which most  carry the A allele. The frequency of this allele has now increased  and caused a dramatic change in the genetic variation of the  population iii. Founder event: a few individuals start a new population 1. Example: a small number of individuals arrive on an island and  colonize it. compared to the original population, allele frequencies  change and genetic variation is lost iv. Like natural selection, genetic drift leads to allele frequency changes and  therefore to evolution v. Unlike natural selection, it does not lead to adaptation since the alleles  whose frequencies are changing as a result of the drift do not affect an  individual’s ability to survive or reproduce  f. Nonrandom mating alters genotype frequencies without affecting allele  frequencies i. Individuals preferentially choose mates according to their genotypes ii. Because nonrandom mating just rearranges alleles already in the gene pool and does not add new alleles to the population, the genotype frequencies  change whereas the allele frequencies do not iii. Most evolutionary significant form of nonrandom mating is inbreeding –  where mating occurs between close relatives. This increases the frequency of homozygotes and decreases the frequency of heterozygotes in a  population without affecting allele frequencies 1. If the allele is a deleterious recessive mutation, it may contribute to inbreeding depression in the child 2. Major problem in conservative biology, especially when  endangered species are bred in captivity in programs starting with  just a small number of individuals 6. Molecular Evolution a. The molecular clock relates the amount of sequence difference between species  and the time since the species diverged i. The extent of genetic difference, or divergence, between two species is a  function of the time they have been genetically isolated from each other ii. The longer they have been apart, the greater the opportunity for mutation  and fixation to occur in each population 1. Known as the molecular clock b. The rate of the molecular clock varies i. The slowest molecular clock on record belongs to the histone genes, which encode the proteins around which DNA is wrapped to form chromatin ii. The extreme case of a fast molecular clock is that derived from a  pseudogene, a gene that is no longer functional  


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

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."

Allison Fischer University of Alabama

"I signed up to be an Elite Notetaker with 2 of my sorority sisters this semester. We just posted our notes weekly and were each making over $600 per month. I 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."


"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.