Biology Full Lecture.docx

9 Pages
Unlock Document

University of Florida
Biology - Biological Sciences
BSC 2010
Mi- Jeong Yoo

Biology Chapter 1: Principles of Life All organisms: • Are composed of a common set of chemical components such as  nucleic acids and amino acids, and similar structures such as cells  enclosed within plasma membranes • Contain genetic information that uses a nearly universal code to  specify the assembly of proteins • Convert molecules obtained from their environment into new  biological molecules • Extract energy from the environment and use it to do biological work • Regulate their internal environment • Replicate their genetic information in the same manner when  reproducing themselves • Share sequence similarities among a fundamental set of genes • Evolve through gradual changes in their genetic information The critical step for the evolution of life was the appearance of nucleic  acids­molecules that could reproduce themselves and also serve as templates  for the synthesis of large molecules with complex but stable shapes. The  variation in the shapes of these large, stable molecules­proteins­ enabled  them to participate in increasing numbers and kinds of chemical reactions  with other molecules. The next step in the origin of life was the enclosure of  complex proteins and other biological molecules by membranes that  contained them in a compact internal environment separate from the  surrounding external environment. Molecules called fatty acids played a  critical role because these molecules do not dissolve in water; rater, they  form membranous films. When agitated, these films can form spherical  vesicles, which could have enveloped assemblages of biological molecules.  The first unicellular organisms were prokaryotes. Prokaryotic cells consist of  genetic material and other biochemicals enclosed in a membrane. Over time,  photosynthetic prokaryotes became so abundant that vast quantities of O2,  which is a by­product of photosynthesis, slowly began to accumulate in the  atmosphere. Aerobic metabolism (energy production using O2) is more  efficient than anaerobic (non­O2­using) metabolism, and it allowed  organisms to grow larger.  Another important step in the history of life was the evolution of cells with  membrane­enclosed compartments called organelles; within which  specialized cellular functions could be performed away from the rest of the  cell. One of these organelles, the nucleus, came to contain the cell’s genetic  information. The nucleus gives these cells their name: eukaryotes. The  eukaryotic cell is completely distinct from the cells of prokaryotes, which  lack nuclei and other internal compartments. Some organelles are  hypothesized to have originated by endosymbiosis when larger cells ingested  smaller ones. The mitochondria that generate a cell’s energy probably evolve  from engulfed prokaryotic organisms. And chloroplasts­the organelles  specialized to conduct photosynthesis­could have originated when  photosynthetic prokaryotes were ingested by larger eukaryotes.  Cellular specialization enabled multicellular eukaryotes to increase in size  and become more efficient at gathering resources and adapting to specific  environments.  Organisms reproduce by replicating their genomes. This replication process  is not perfect, however, and changes, called mutations, are introduced almost  every time a genome is replicated.  Molecular data in particular have been used to separate the tree into three  major domains: Archaea, Bacteria, and Eukarya. Organisms in the Archaea  and Bacteria are single­celled prokaryotes. However, members of these two  groups differ so fundamentally in their metabolic process that they are  believed to have separated into distinct evolutionary lineages very early.  Species belonging in the their domain, Eukarya, have eukaryotic cells whose  mitochondria and chloroplasts originated from endosymbiosis of bacteria.  The organisms genome is the sum total of all the information encoded by its  genes. Nucleic acid molecules contain long sequences of four subunits called  nucleotides. The sequence of these nucleotides in DNA allows the organism  to make proteins. Each gene is a specific segment of DNA whose sequence  carries the information for building or controlling the expression of one or  more proteins. Protein molecules govern the chemical reactions within cells  and form much of an organism’s structure.  The most basic cellular work is the building, or synthesis, or new complex  molecules and structures from smaller chemical units.  A group of individuals of the same species that interact with one another is a  population, and populations of all the species that live and interact in the  same area are called a community. Communities together with their abiotic  (nonliving) environment constitute an ecosystem.  Evolution­change in the genetic makeup of biological populations through  time­is a major unifying principle of biology.  The hypothesis­prediction method has five steps 1. Make observations 2. Asking questions 3. Forming hypothesis, or tentative answers to the questions 4. Making predictions based on the hypotheses 5. Testing the predictions by making additional observations or  conducting experiments  The variable that is manipulated is called the independent variable, and the  response that is measured is the dependent variable.  Biology Lecture 1: Genome is the full genetic information of an organism. Bacteria are the  oldest.  Bacteria • Prokaryote (no cell nucleus) • 30 min Chapter 2 (Part 1): Atoms and Molecules Most atoms are electrically neutral because the number of electrons in an  atom equals the number of protons. The mass of a proton serves as a  standard unit of measure called the Dalton. An element is a pure substance  that contains only one kind of atom. For electrical neutrality, each atom has  the same number of electrons as protons. The mass number of an atom is the  total number of protons and neutrons in its nucleus. The further away an  electron shell is from the nucleus, the more energy the electron must have. A  chemical bond is an attractive force that links two atoms together in a  molecule. Ionic bonds form when atoms gain or lose one or more electrons  to achieve stability. Covalent bonds are the strong bonds that form when  atoms share electrons. An ion is an electrically charged particle that forms  when an atom gains or loses one or more electrons. Positively charged ions  are called cations (Na+). Negatively charged ions are called anions (Cl­).  Ionic bonds result in stable molecules that are often referred to as salts.  Because ionic attractions are weak, salts dissolve in water. The water  molecules are oriented with their negative poles nearest to the cations and  their positive poles nearest to the anions. A covalent bond forms when two  atoms attain stable electron numbers in their outermost shells by sharing one  or more pairs of electrons.  The attractive force that an atomic nucleus exerts  on electrons in a covalent bond is called its electronegativity. Heat of  vaporization means that a lot of heat is required to change water from its  liquid to its gaseous state. Cohesion is defined as the capacity of water  molecules to resist coming apart form one another when placed under  tension. Polar molecules­hydrophillic and nonpolar molecules are known as  hydrophobic.  Biology Lecture 2: Dalton­mass of one proton or neutron (1.7*10^­24 grams) Living things are mostly composed of 6 elements: Carbon, Hydrogen,  Nitrogen, Oxygen, Phosphorus, and Sulfur  Behavior of electrons determines whether a chemical bond will form and  what shape the bond will have.  Octet rule­ atoms with at least two electron shells form stable molecules so  they have eight electrons in their outermost shells  Chemical bonds:  Ionic bond­attraction of opposite charges Covalent bond­ sharing of electron pairs (strongest) Hydrogen bond­ sharing of H atoms Hydrophobic interaction­interaction of nonpolar substances in the presence  of polar substances (especially water) Ionic attractions are weak, so salts dissolve easily in water.  Properties of molecules are influenced by characteristics of the covalent  bonds: These characteristics include: orientation, strength & stability,  multiple bonds, and degree of sharing electrons.  Orientation­length, angle, and direction of bonds between any two elements  are always the same  Strength and stability­ covalent bonds are vey strong; it takes a lot of energy  to break them Degree of sharing electrons is not always equal. Electronegativity increases  across the period and decreases down a group.  Lecture 3 Macromolecules are large molecules formed by covalent linkages of smaller  molecules.  Four kinds of macromolecules are typically found in living  organisms: proteins, nucleic acids, carbohydrates, and lipids. Except for the  lipids, the other 3 kinds of biological macromolecules are polymers.  Polymers are formed and broken apart in reactions involving water.  Condensation­ removal of water links monomers together. Hydrolysis­  addition of water breaks a polymer into monomers.  Carbohydrates are a large group of molecules that have similar composition,  but differ in several important properties  Composition: carbon + water  Some carbohydrates are small and are cal
More Less

Related notes for BSC 2010

Log In


Don't have an account?

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.