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Human Physiology COMPLETE STUDY GUIDE (Exam 1) - 4.0ed this exam!

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Department
Biology
Course
CAS BI 211
Professor
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Semester
Spring

Description
Human Phys. Exam 1 Membrane Transport: •  Acclimatization ­ prediction of need to maintain homeostasis as exposed to  something from past experience (can be reversible) •  Developmental Acclimatization­   an acclimatization response during a critical  developmental period (Andes Mountains­ breathe in harder­ barrel chested­ wide) •  Circadian Rhythm  ­ controls sleep­wake cycle, body temperature, hormone  concentrations in blood, excretion of ions in the urine (24 hour clock) o Influenced by light, external temp, meal timing, social cues o Anatomy involved­ hypothalamus, pineal gland •  Plasma Membrane  ­ phospholipid bilayer, transmembrane or peripheral proteins,  some carbs, cholesterol, glycolipids •  Fluid Mosaic model  ­ allowable movement of proteins within the phospholipid  bilayer • Polar= hydrophilic and lipophobic (dissolves well in water) o  Cannot diffuse   across the membrane o H20 • Non­Polar= hydrophobic and lipophilic (dissolves well in lipids) o  Can diffuse   across the membrane o Urea, O2, CO2 • Diffusion occurs faster when: o  The concentration gradient is greater  o  The distance is shorte  o  The temperature is higher   o  The molecules are smaller   • Fick’s Law­ Simple Diffusion o Rate depends on the solubility of the molecule in lipids o Rate is directly proportional to the surface area and the concentration  gradient o Rate is inversely proportional to the thickness of the membrane (mucus or  scar tissue) o Cannot control movement by simple diffusion •  Mediated Diffusion ­ channels or other carrier proteins o Rate is dependent on protein concentration • Chemically gated channels­ specific molecules bind and cause channel to  open/close o Neurons, muscle cells, smell, taste receptors • Voltage gated channels­ electrical signal that allows the gate to open o Neurons, muscle • Mechanically gated channels­ physical force opens or closes the channel o Touch • Time gated channels­ a timer opens or closes them o Heart muscle cells  • Light gated channels­ only in the eyes o Retina, photoreceptor cells • Specificity o A given protein carrier moves only one type of molecule or closely related  molecule • Saturation o Rate of diffusion will max out at a certain point when all transporters are  being used  o Finite number of transporters specific for a given molecule • Competition o Two molecules that can both bind to a transport protein “compete” for  access since they cant both bind at once o  Competitive inhibition  ­ compete with binding but not be transported •  Active Transpor  o Primary active transport­ uses ATP as energy source  Transporter protein= ATPase­ has to break down ATP to undergo a  shape change and move the molecule across the membrane  o Secondary active transport­ uses electrochemical gradient as energy source  (some other molecule carries another molecule against CG)  Often uses potential energy (from primary active transport) o Specificity, Saturation, Competition, and availability of ATP •  Na/K Pump   o Move out 3 Na and 2 K in o Creates 2 chemical and 1 electrical disequilibrium­ potential energy •  Kinas ­ an enzyme that catalyzes the transfer of a phosphate group o Undergoes a shape change (because positive charges are attracted to the  negative ones) causing a refolding to occur (shape change) •  Cotranspor ­ both molecules are moving in same direction •  Countertranspor ­ one is going into the cell and one is leaving the cell •  Osmolarit ­ number of particles in a solution o If the molecule dissociates in water, then it’s not the same number of  molecules as particles o Higher osmolarity= lower concentration of water molecules o Any two solutions •  Molarit ­ number of molecules in a solution •  Tonici ­ describes changes in cell volume if a cell is placed in a solution o The relative osmolarity of any solution surrounding a cell o Has to do with a specific cell o If a solute can penetrate the membrane, it will have no net water  movement or volume change  Urea (lipophilic), glucose (slowly penetrating due to carriers) o  Crenate ­ shrink o  Hemolysis  ­ swell, burst •  Endocytosis­ into the ce l o Vesicle carries material we want to move, pinch it off into the cell o Receptor mediated endocytosis­ you only take the things in that bind to the  receptors •  Exocytosis­ out of the c ll o Make product in cell, packing in vesicle, merge with plasma membrane  and shove out of cell •  Phagocytosis­ eating  involves digestion o  Lysosome  ­ vesicle and lysosome merge and the lysosome destroys the  contents •  Crin ­ to secrete •  Ligan ­ anything that binds to a receptor •  Cytokin ­ chemical used for local communication •  Hormone  ­ chemical used for longer distance communication through the blood  stream (systemic) •  Synaps ­ local communication­ a junction between 2 cells •  System c­ all over the body •  Endogenous  ­ coming from within •  Exogenous ­ coming from the outside •  Electrical sign ­ changes in ion concentrations •  Chemical signal ­ secreted into the ECF • Cell­to­Cell communication o Gap junctions­ share intracellular fluid o Contact dependent signals­ molecules on surface of 1 cell interacts with  molecules on the surface of another (receptor & ligand) o Local communication­ one cell secretes a chemical into ECF and its  detected by itself or a close neighboring cell (autocrine or paracrine) o Long distance communication­ a combination of electrical and chemical  signals that travel along nerve axons  Endocrine cells­ hormone producing cells  Nervous system­movement of ions allows for local paracrine  signaling • Lipophilic ligands­ bind to intracellular receptors (slow acting­ over an hour) to  turn on  • Lipophobic ligands­ bind to membrane receptors (very fast­ seconds to minutes) •  Down Regulation  ­ decrease in number of receptors in response to high  concentration of ligand over time •  Up Regulation ­ increase in number
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