Class Notes (835,674)
United States (324,214)
BSCI 105 (138)
all (4)

[COMPLETE] BSCI 105 Lecture Notes 4.0 GPA Student

40 Pages
Unlock Document

Biological Sciences Program
BSCI 105
All Professors

Biology 105 – Principles of Biology 01/27/2014 Lecture Instructor: Dr. Patty Shields Laboratory Coordinator: Dr. Mike Keller TAs: fuckton I. To do Lecture notes – found in armory 0127 Copy Center Register MB access code Survey for 2pts ec II. Quizzes th Mastering biology first quiz due Feb. 5  before 10pm Quiz opened the 29   th On the cell (chapter 6) 10 multiple choice III. Lectures: st 1  4 weeks of class are the most important. Pay attention to see what you are responsible for in the textbook (that is not covered in class) Read chapters before class Responsible fore everything we cover in lectures/assignments given outside of the class 1  lecture Chapter 6 – A tour of the cell Chapter 6 – Tour of the cell 01/27/2014 I. The Cell Chapter 6 – Tour of the cell 01/27/2014 All cells have to have Hereditary material (chromosome) Eukaryotes – nucleus Prokaryotes – nucleoid Plasma membrane Cytoplasm (cytocell) Ribosomes Eukaryotes – organelles are suspended Slides Size 3 problems related to cell size (in terms of communication) Surface area to volume ratio (cannot get too big) Page 99 fig. 6.8 Larger  Diffusion distances Concentration of required substances Eukaryote > prokaryote Elephant cell ~ human cell Exception – ova/eggs Chapter 6 – Tour of the cell 01/27/2014 II. Prokaryotes vs. Eukaryotes Are larger than prokaryotes Have intracellular membrane­bound structures Intracellular filaments  Prokaryotes multiple by binary fission Replication/clone of DNA DNA­ protein complexes (more complex) Structure of ribosomes differ Eukaryotic RNA processing is more complesx Allows for regulation III. Eukaryotic Plant vs. Animal Not in animal cells: Chloroplasts Central vacuole & tonoplast­ “plumps” up Cell wall – turgidity vs. flaccid – due to water Made of cellulose Plasmodesmata­ cell junctions Not in plants cells: Lysosomes Centrioles Flagella ** except for sperm cells What they have to do: Regulate movement in and out of cell Regulate internal contents Cellular reproduction Harvest and store energy – movement, biosynthesis, growth Make and transport proteins – very important Sense environment and other cells around them NEED TO KNOW ALL OF THE ORGANELLES IN CHAPTER 6 Mastering biology quiz is also open – due this weekend Basic Chemistry, Water, and Functional groups  01/27/2014 I. Matter Basic Chemistry, Water, and Functional groups  01/27/2014 Anything that takes up space and has mass Composed of elements Element: can not be broken down into anything else by a chemical reaction II. Made up of: Hydrogen, carbon, oxygen, nitrogen Also have trace elements: zinc, magnesium, one more III. Atom Structure Proton: single positive charge and found in nucleus Neutron: neutral charge and found in nucleus Electron: very small with a negative charge; orbit around the nucleus a. Atoms of an element all have the same number of protons Isotopes: atoms with the same number of protons but different number of neutrons Loss of a proton = different element Electrons are = to the # of protons Lose electron = change in charge IV. Periodic Table  Basic Chemistry, Water, and Functional groups  01/27/2014 Atomic # = top number Central Letter = symbol for element Atomic weight = equal to the sum of protons and neutrons in nucleus V. Atomic interaction Nuclei never interact – interactions are only between electrons Electrons have variable amount of energy The closer the electron is to the nucleus, the “lower” amount of energy that electron has Energy is correlated with electron distance from the nucleus Electrons gain or lose energy as they move from one level to another VI. Energy Types Two types: Potential Energy­ energy that matter possesses because of location or structure Kinetic Energy­ energy associated with the relative motion of the object For electrons: Electrons orbit in “shells” These are spaces that are a particular distance from the nucleus st 1  shell – 2 electrons max 2  and 3  shells – 8 electrons max The electrons on the outermost shell determine reactivity of the atom ­ valence electrons Basic Chemistry, Water, and Functional groups  01/27/2014 Orbitals 3­D space where the electron is most likely to be Shell and Orbital filling rules First shell has one orbital, all others have 4 Closest shell is filled first (to the nucleus) Each orbital can hold no more than 2 electrons Whenever possible, electrons want their own orbital VII. Chemical Bonds Interactions between atoms are really interactions between the valence electrons Atoms stabilize by completing valence electron shell. Do this by: lose electrons­ ionic bonds gain electrons­ ionic bonds share electrons­ covalent Goal: always fill the outer shell Valence electrons Chemical behavior is directly related to the # of electrons in the valence shell Outer shell is the valence shell – valence electrons Unpaired electrons in the valence shell tells you how many bonds will be formed Covalent bonds: The sharing of one or more electrons Basic Chemistry, Water, and Functional groups  01/27/2014 One pair – single bond Two pairs – double bond The sharing: Equally: non­polar Non­equally: polar Polar vs. Non­polar Electronegativity: tendency of an atom to attract other valence electrons Measure of how strongly electrons in a covalent bond are attracted to an atom More electronegativity an atom is, the more strongly it pulls in electrons The “Fab­4” C and H Similar electronegativities Very weak at attracting electrons Chemical bonds b/w C+H are NONPOLAR O and N Very electronegative Polarity is critical for the formation of hydrogen bonds Ionic Bond Found when there are extreme differences b/w electronegativities The more electronegative atoms “strip” away valence electrons from other atoms Ions: Lose an electron = positive charge Gain an electron = negative charge Weaker than covalent bonds Characteristic of inorganic compounds (salts) These disassociate in H2O Hydrogen Bonds In water, bond b/w hydrogen and O2 Easy to break apart Water 3/5/14 2:40 PM I. Introduction to Water Water 3/5/14 2:40 PM All life begins with water 75% of a typical cell Chemical evolution began w/ water Lack of water will kill us sooner than a lack of anything else (except oxygen) II. Properties The polarity and hydrogen bonding abilities of water gives it four unique properties important to life Cohesion/Adhesion Universal solvent Moderation of temperature Solid is less dense than liquid (ice) Cohesion Tendency of similar molecules to stick together (water to water) Due to hydrogen bonds Results in surface tension Tendency of the surface to stretch or break Adhesion Water’s stickiness to other things Important for water transport in plants Universal Solvent Water 3/5/14 2:40 PM Terms A solvent Dissolving agent A solute Substance that is dissolves Solution A liquid that consists of a homogenous mixture (of two or more substances) Aqueous solution Water is a solvent to a wide variety of substances Sodium Molecules held together by polar covalent bonds Sugars Some proteins Some gases Hydrophilic – water loving (polar bonds) Sphere of hydration – sodium inside of a ring of water (O2 facing in) Hydrophobic – water fearing (non­polar ex: carbon/hydrogen – oils) Hydrolysis/Dehydration synthesis Condensation reaction or dehydration synthesis: removing water molecules from monomer units = a  polymer and a water Hydrolysis reaction: adding water to a polymer to break apart into two monomers Temperature control/High heat absorbing ability Water 3/5/14 2:40 PM High specific heat The amount of energy/heat that must be absorbed or lost for 1 g of a substance to change its temperature  by 1*C 1cal/g/*C This is due to the hydrogen bonds!! High heat vaporization Amount of heat required to convert liquid to vapor ~ 580 cal/g due to the hydrogen bonds AKA: “evaporative cooling” Denser in solid state The ice floats Insulates the fluid underneath Good for aquatic creatures Dissociation of Water Rare but significant H2O + H2O  H3O^+ + OH^­ Pure concentration of water = 55.5 M [H3O] in pure water = 10^­7 M Both H+ and OH­ are really reactive Makes the pH scale Water 3/5/14 2:40 PM III. Acids and Bases and pH Acid: increases the concentration of H+ in the solution  Decreases the concentration of OH­ Base: decreases the concentration of H+ in the solution  Increases the concentration pH = ­log [H+] (moles per liter) pH scale tells us: basics: high concentration of OH (combines with H or donates OH) acids: high concentration of H (gives off H) neutrals: pH 7 Note: 10^­14 is max Based on the concentration of ([ ]) hydrogen ions Calculating pH: Example The pH of the cytosol of a typical cell = ~7.4 The pH of the matrix of the mitochondria = ~8 Difference: 4x the difference Importance Small changes in pH are important Blood is normally  pH 7.4 Change to 7.0 or 7.8 leads to death in minutes Only a 2.5x change Due to changes in the proteins (shape defines function) Functional Group 3/5/14 2:40 PM See note cards for functional groups Functional Group 3/5/14 2:40 PM I. Carbon  Carbon can form 4 bounds (due to valence electrons) and therefore has the ability to form complex  molecules Carbon Skeletons Hydrocarbons Only H and C Non­polar (hydrophobic) Insoluble Inert Organic = carbon Inorganic = no carbon and carbon dioxide II. Functional Groups Determine the characteristics and chemical reactivity of organic molecules Less stable that carbon backbone More likely to participate in chemical reactions Know figure 4.9 Types: Hydroxyl Group ­OH Called an alcohol Functional Group 3/5/14 2:40 PM Polar Carbonyl Group ­C=O End of molecule – aldehyde Anywhere else (middle) – ketone Polar Carboxyl Group ­CO OH Acid group Molecules called carboxylic acids or organic acids Source of H+ as molecule dissociates Polar Amino Group ­ NH2 Polar Molecules are called amines A base because it can pick up hydrogen ions Sulfhydryl Group ­ SH Slightly polar (not really) Molecules are called thiols Contribute to protein structures Phosphate Group ­ PO4 POLAR Anion formed by loss of H ion – acts like an acid Important for energy transfer Methyl Group ­ CH3 Non polar – don’t react Important in gene expression Macromolecules 01/27/2014 I. Macromolecules Macromolecules 01/27/2014 Polymers: molecules built from one or a few kinds of smaller molecules Smaller molecules are called monomers How to break/make Macromolecules are made by Condensation reactions or dehydration synthesis Water is removed in bond formation Macromolecules are broken down by  Hydrolysis reactions Water is split during bond breaking 4 main classes: Carbohydrates (aka polysaccharides) – monosaccharides (i.e. glucose) Lipids/fats – fatty acids and glycerol Proteins – amino acids Nucleic acids – nucleotides II. Carbohydrates Distinctive set of functional groups Carbonyl group End – aldehyde sugar Middle – ketose sugar Macromolecules 01/27/2014 Several hydroxyl group Molecular formula – CH2O Types Monosaccharide (one unit): Hexose (5), pentose (6), triose, etc Disaccharide (2 units) Polysaccharide (many units) Oligo (3­5 units) Links Links between 2 sugars Glycosidic linkage or bond About 2 phosophodiester and peptide bonds in that they hold monomer unites together Different and not always in the same position b/c they can occur b/w hydroxyl groups Branched or linear Alpha or beta Role of Carbohydrates: Nutrients and energy storage Glucose Glycogen (stored sugar) Starch Structural  Macromolecules 01/27/2014 Cellulose Chitin Starting material for other molecules Cell identity III. Lipids Not really polymers – but they are really large Broadest and most diverse groups of molecule that have 2 features: Largest regions w/ only C and H Hydrophobic and insoluble 3 major groups: Steroids: 4 rings of carbon fused together with various functional groups Cholesterol Testosterone Estradiol Oil, fats, waxes About: Contain only C,H,O Usually no rings Subunit = fatty acid Dehydration synthesis b/w FA + glycerol = glyceride Macromolecules 01/27/2014 +1 FA = monoglyceride +2 FA = diglyceride
More Less

Related notes for BSCI 105

Log In


Join OneClass

Access over 10 million pages of study
documents for 1.3 million courses.

Sign up

Join to view


By registering, I agree to the Terms and Privacy Policies
Already have an account?
Just a few more details

So we can recommend you notes for your school.

Reset Password

Please enter below the email address you registered with and we will send you a link to reset your password.

Add your courses

Get notes from the top students in your class.