archimedes principle states that the buoyant force on an object partially or fully submerged in a fluid is equal to the weight of the fluid that the object displaces. thus, for an object of density 0 floating partly submerged in a fluid of density f, the buoyant force is given by f f t y 0 2h as yd dy, where t is the acceleration due to gravity and as yd is the area of a typical cross-section of the object (see the figure). the weight of the object is given by w 0 t y l2h 2h as yd dy (a) show that the percentage of the volume of the object above the surface of the liquid is 100 f 2 0 f (b) the density of ice is 917 kgym3 and the density of seawater is 1030 kgym3 . what percentage of the volume of an iceberg is above water? (c) an ice cube floats in a glass filled to the brim with water. does the water overflow when the ice melts? (d) a sphere of radius 0.4 m and having negligible weight is floating in a large freshwater lake. how much work is required to completely submerge the sphere? the density of the water is 1000 kgym3 .
archimedes principle states that the buoyant force on an | studysoup
 exam 3 study guide definitions you should memorize •    chromosome­­ gene­carrying structure consisting of a single long molecule of  double­stranded dna and associated proteins (e.g., histones). most prokaryotic cells  contain a single, circular chromosome; eukaryotic cells contain multiple noncircular  (linear) chromosomes located in the nucleus. •    sister chromatid­­ the paired strands of a recently replicated chromosome,  which are connected at the centromere and eventually separate during anaphase of  mitosis and meiosis ii. compare with non­sister chromatids. •    centromere­­ constricted region of a replicated chromosome where the two  sister chromatids are joined and the kinetochore is located. •    homologous chromosomes­­ in a diploid organism, chromosomes that are  similar in size, shape, and gene content. also called homologs. •    histones­­one of several positively charged (basic) proteins associated with  dna in the chromatin of eukaryotic cells •       nucleosome­­a repeating, bead­like unit of eukaryotic chromatin, consisting of  about 200 nucleotides of dna wrapped twice around eight histone proteins •    chromatin­­the complex of dna and proteins, mainly histones, that composes  eukaryotic chromosomes. can be highly compacted (heterochromatin) or loosely  collected (euchromotin) •    spindle apparatus­­ the array of microtubules responsible for moving  chromosomes during mitosis and meiosis; includes kinetochore microtubules, polar  microtubules, and astral microtubules. •    centrosome­­structure in animal and fungal cells, containing two centrioles, that  serves as a microtubule organizing center for the cell’s cytoskeleton and for the spindle  apparatus during cell division •       centrioles­­one of two small cylindrical structures found together within the  centrosome near the nucleus of a eukaryotic cell (not found in plants). consists of  microtubule triplets and is structurally identical with a basal body •    kinetochores­­ a protein complex at the centromere where microtubules attach  to the chromosome. contains motor proteins and microtubule­binding proteins that are  involved in chromosome segregation during m phase. •    cell plate­­a flattened sac­like structure formed in the middle of a dividing plant  cell from golgi­ derived vesicles containing cell wall material; ultimately divides the  cytoplasm into two separate cells. 
 •    cleavage furrow­­ a pinching in of the plasma membrane that occurs as  cytokinesis begins in animal cells and deepens until the cytoplasm is divided into two  daughter cells. •    haploid­­ (1) having one set of chromosomes (1n or n for short). (2) a cell or an  individual organism with one set of chromosomes. •    diploid­­ (1) having two sets of chromosomes (2n). (2) a cell or an individual  organism with two sets of chromosomes, one set inherited from the mother and one set  from the father. •    polyploidy­­the state of having more than two full sets of chromosomes, either  from the same species (autopolyploidy) or from different species (allopolyploidy) •    aneuploidy­­ (adjective: aneuploid) the state of having an abnormal number of  copies of a certain chromosome. •    ploidy­­ the number of complete chromosome sets present. haploid refers to a  ploidy of 1; diploid, a ploidy of 2; triploid, a ploidy of 3; and tetraploid, a ploidy of 4. •    haploid number­­ the number of different types of chromosomes in a cell.  symbolized as n. •    diploid number ­­ the number of chromosomes present in the body cells of a  diploid organisms  •    sex chromosomes­­ chromosomes that differ in shape or in number in males  and females. for example, the x and y chromosomes of many animals. •    autosomes­­ any chromosome other than a sex chromosome (i.e,. any  chromosome other than the x or y in mammals). •    gene­­ a section of dna (or rna, for some viruses) that encodes information for building one or more related polypeptides or functional rna molecules along with the  regulatory sequences required for its transcription. •    allele­­a particular version of a gene •       unreplicated chromosome •       replicated chromosome •    bivalent­­ the structure formed by synapsed homologous chromosomes during  prophase of meiosis i. also known as a tetrad. •    non­sister chromatids­­the chromatids of a particular type of chromosome  
 (after replication) with respect to the chromatids of its homologous chromosome.  crossing over occurs between non­sister chromatids. compare with sister chromatids. •    fertilization­­fusion of the nuclei of two haploid gametes to form a zygote with a  diploid nucleus •    zygote­­the cell formed by the union of two gamates; a fertilized egg •    synapsis­­ the physical pairing of two homologous chromosomes during  prophase i of meiosis. crossing over is observed during synapsis. •    chiasma­­ (plural: chiasmata) the x­shaped structure formed during meiosis by  crossing over between non­sister chromatids in a pair of homologous chromosomes. •    crossing over­­ the exchange of segments of non­sister chromatids between a  pair of homologous chromosomes that occurs during meiosis i. •    nondisjunction­­an error that can occur during meiosis or mitosis, in which one  daughter cell receives two copies of a particular chromosome and the other daughter  cell receives none. •    dominant allele­­ referring to an allele that determines the same phenotype  when it is present in homozygous or heterozygous form.. compare with recessive. •    recessive allele­­ referring to an allele whose phenotypic effect is observed  only in homozygous individuals. compare with dominant. •    homozygous­­ having two identical alleles of a gene. •    heterozygous­­ having two different alleles of a gene. •    genotype­­ all the alleles of every gene present in a given individual. often  specified only for the alleles of a particular set of genes under study. compare with  phenotype. •    phenotype­­ the detectable traits of an individual. compare with genotype. •       linked genes ­­ means that the genes are located on the same chromosome and  inherited together. •       unlinked genes ­­ genes are located on different chromosomes and are not  always inherited together. •    x­linked­­ inheritance patterns for genes located on the mammalian x  chromosome. also called x­linkage. 
 •    y­linked­­ inheritance patterns for genes located on the mammalian y  chromosome. also called y­linkage. •    autosomal­­ the inheritance patterns that occur when genes are located on  autosomes rather than on sex chromosomes. •    monohybrid cross­­a mating between two parents that are both heterozygous  for one given pair •    dihybrid cross­­a mating between two parents that are heterozygous for two  different genes •    testcross­­ the breeding of an individual that expresses a dominant phenotype  but has an unknown genotype with an individual having only recessive alleles for the  traits of interest. used to order to infer the unknown genotype from observation of the  phenotypes seen in offspring. •    multiple allelism­­ the existence of more than two alleles of the same gene. •    polymorphism­­(1) the occurrence of more than one allele at a genetic locus in  a population (2) the occurrence of more than two distinct phenotypes of a trait in a  population •    pleiotropy­­the ability of a single gene to affect more than one trait •       gene­by­gene interaction ­­ one trait is influenced by the alleles of two or more  different genes. •       gene­by­environment interaction ­­ an individual’s phenotype is often as much a  product of the environment as it is the product of the genotype, the combined effect of  genes and environment is know as gene­by­environment interaction. •    polygenic inheritance of quantitative traits­­having many genes influence one trait •    parental strand­­ a strand of dna that is used as a template during dna  synthesis. •    daughter strand­­ the strand of dna that is newly replicated from an existing  template strand of dna. •    semiconservative replication­­ the way dna replicates, in which each strand  of an existing dna molecule serves as a template to create a new complementary dna  strand. it is called semiconservative because each newly replicated dna molecule  conserves one of the parental strands and contains another, newly replicated strand. 
 •       conservative replication ­­ the bases turn outward to serve as a template for the  synthesis of an entirely new double helix all at once, which would result in an intact  parental molecule and a daughter dna molecule consisting entirely of newly  synthesized strands. •       dispersive replication ­­ if the parental double helix were cut wherever one strand crossed over another and dna  was synthesized in short sections by extending each of  the cut parental strand to the next strand crossover, so stretches of old dna would be  interspersed with new dna down the length of each daughter strand.  •    telomere­­ the end of a linear chromosome that contains a repeated sequence  of dna. •    explain the five big ideas of biology (fbis) and how they relate to what we  have learned –evolution: populations of organisms have changed over time through both selective  and non­selective evolutionary processes. –structure and function: all living systems (organisms, ecosystems, etc.) are made of  structural components whose arrangement determines the function of the systems. –information flow and storage: information (dna, for example) and signals are used  and exchanged within and among organisms to direct their functioning.  (mitosis&meiosis) –transformations of energy and matter: all living things acquire, use, and release  matter and energy for cellular / organismal functioning. –systems: living systems are interconnected, and they interact and influence each  other on multiple levels. • describe the roles of cell division in living organisms: ­responsible for reproduction of all organisms meiosis­ single cell divides twice to produce 4 cells that contain half the original amount  of genetic information= sex cells= egg and sperm (gametes)  –daughter cells are genetically different from parent cell ­allows for genetic variation in population mitosis­ process in which a eukaryotic cell nucleus splits in two, followed by division of  the parent cell into two daughter cells.  ­daughter cells= genetically identical to parent cell • describe each phase of interphase (#1) ­(“between phase”) cell cycle= g1 s g2 mitosis (m phase)(cell division) 
 ­growing/preparing to divide cells spend most of their time in interphase g1 phase  (“growth 1”,“gap 1”) growth, new organelles made s phase dna is replicated (synthesized), occurs in nucleus g2 phase (gap 2) growth and preparation for cell division • describe and draw each phase of mitosis mitosis division of nucleus, division of cytoplasm ­2 sister chromatids separate to form independent daughter chromosomes ­1 copy of each chromosome goes to each of the 2 daughter cells identical genetic  information .(#2) prophase­ chromosomes condense, spindle apparatus begins to form (#3)prometaphase­ nuclear envelope breaks down. microtubules contact chromosomes at kinetochores.  (#4) metaphase­ chromosomes complete migration to middle of cell (#5) anaphase­ sister chromatids separate into daughter chromosomes and are pulled  to opposite poles of the spindle apparatus (#6) telophase­ the nuclear envelope re­forms, and chromosomes de­condense • compare the processes of cytokinesis in animal and plant cells plants­ polar microtubules left over from spindle define the region where new plasma  membranes will form ­vesicles from golgi apparatus carry components for new cell wall to middle of cell  ­vesicles fuse to form cell plate ­ cell plate grows and eventually fuses with existing plasma membrane  divides into 2  daughter cells animals­  begins with formation of cleavage furrow (ring of actin filaments form inside  plasma membrane) ­ myosin motor proteins bind to actin filaments and use atp to contract which cause the  filaments to “slide” ­ ring shrinks and tightens and pulls membrane with it ­ plasma membrane pinches inward, eventually pinches into 2 individual cells 
 • compare binary fission in bacterial cells to mitosis in eukaryotic cells 1.binary fission occurs among prokaryotes (cells that do not contain a nucleus). 2.mitosis occurs among eukaryotes (cells that have a nucleus). 3.binary fission does not include spindle formation (mitotic apparatus) and sister  chromatids in its process, making it a faster means of cellular division than mitosis. 4.binary fission does not have the four distinct cellular phases (from g1 down to the final mitotic phase) that are seen in mitosis. • explain the relationship between mpf and (1) cyclin, (2) cdk, and (3) the  enzymes that phosphorylate mpf, dephosphorylate mpf, and degrade cyclin ­mpf is a dimer that consists of a cyclin and a cdk ­it is turned on by phosphorylation and dephosphorylation at the activating site, and  dephosphylation at the inhibitonary site ­enzymes that degrade cyclin reduce mpf levels • explain the g, g, 1nd 2 phase checkpoints checkpoints­ points in cell cycle that allow a cell to “decide” whether to proceed with  division g1 checkpoint­ cell will pass checkpoint if: 1. cell size is adequate, 2. nutrients are  sufficient, 3. social signals are present, & 4. dna is undamaged g2 checkpoint­ (after s phase) cell will pass if: 1. chromosomes have replicated  successfully, 2. dna is undamaged, 3. activated mpf is present m phase checkpoint­ cell passes checkpoint if: 1. chromosomes have attached to  spindle apparatus, 2. chromosomes have properly segregated and mpf is absent • explain how defects in cell cycle regulation leads to cancer ­cancer occurs in cells when cell­cycle checkpoints have failed ­ defects that make the proteins required for cell growth active when they shouldn’t be ­defects that prevent tumor suppressor genes from shutting down the cell cycle  • explain how the g checkp1int is subject to social control social control­ when cells divide in response to signals from other cells (best interest of  individual) ­g1 phase “decides” to continue cell division only when cell is correct size ­ cancer cells have broken down the social controls of g1 checkpoint  • describe the roles of meiosis meiosis­ single cell divides twice to produce 4 cells that contain half the original amount  of genetic information= sex cells= egg and sperm (gametes)  –daughter cells are genetically different from parent cell ­allows for genetic variation in population ­responsible for sexual reproduction  • explain how genetic variation arises from meiosis and fertilization genetic variation is caused by “crossing over” (in prophase i) ­ crossing over is the exchange of genes between homologous chromosomes, resulting  in a mixture of parental characteristics in offspring. 
 ­ causes new combinations of alleles within a chromosome different of that of the parent • describe and draw the key events of each phase of meiosis (#1) interphase­ uncondensed chromosomes replicate in parent cell (#2) early prophase i­ chromosomes condense, spindle apparatus forms, nuclear  envelope begins to break down.  pairing of homologous chromosomes (#3) late prophase i­ multiple crossover points visible, nuclear envelope is broken  down (#4) metaphase i­ migration of bivalents (4 chromatids from 2 homologous  chromosomes) to middle of cell is complete (#5)anaphase i­ homologs separate and begin moving to opposite poles of the spindle  apparatus (#6) telophase i and cytokinesis­ chromosomes move to opposite poles of spindle  apparatus; apparatus disassembles (#7) prophase ii­ spindle apparatus forms (#8) metaphase ii­ chromosomes line up at the middle of the spindle apparatus (#9) anaphase ii­ sister chromatids separate, begin moving to opposite poles of spindle  apparatus (#10) telophase ii and cytokinesis­ chromosomes move to opposite poles of the  spindle apparatus; apparatus disassembles  • compare meiosis and mitosis 
 • interpret a karyotype karotype­  the number and visual appearance of the chromosomes in the cell nuclei of  an organism or species. ­ a regular human cell has 46 chromosomes: 44 autosomes, which come in pairs, and 2  sex chromosomes, which specify gender (xx for female and xy for male). the pairs of  autosomes are called "homologous chromosomes." one of each pair came from mom  and the other came from dad. ­ can be used to diagnose genetic disorders (ex­ down syndrome) • explain when nondisjunction can occur ­ occurs where chromosome pairs fail to separate properly during meiosis i (homologous chromosomes) or meiosis ii (sister chromatids) 
 • describe the possible consequences of nondisjunction in autosomes and sex  chromosomes during meiosis in humans ­mistakes in meiosis are leading cause of miscarriages down syndrome­ trisomy of chromosome 21 (trisomy, most common to be viable in  humans) klinefelter syndrome­ xxy, xxyy, xxxy or xxxxy turner syndrome­ xo (1 sex chromosome, female) • determine whether nondisjunction occurred during meiosis i or meiosis ii and in which parent ­ nondisjunction error occurred in meiosis i, in which both members of a homologous  pair migrated to the same pole of the cell = 2 gametes with n + 1 chromosomes and 2  gametes with n− 1 chromosomes ­ a nondisjunction error occurred in meiosis ii, in which both sister chromatids of a  chromosome migrated to the same pole of the cell = 2 gametes that are normal, one with n − 1 chromosomes, and one with n + 1 chromosomes,  • explain why nondisjunction in meiosis occurs more frequently in women than  men ­the difference between female oogenesis and male spermatogenesis is the prolonged  halt of oocytes in late stages of prophase i for many years up to several decades. male  gametes on the other hand quickly go through all stages of meiosis i and ii. another  important difference between male and female meiosis concerns the frequency of  recombination between homologous chromosomes: in the male, almost all chromosome  pairs are joined by at least one crossover, while more than 10% of human oocytes  contain at least one bivalent without any crossover event. • compare and contrast asexual and sexual reproduction 
 • predict whether, in a species that alternate between asexual and sexual  reproduction, sexual reproduction occurs during times when environmental  conditions are stable or times when conditions change rapidly stable conditions­ asexual reproduction unstable conditions­ sexual reproduction • define and distinguish between complete dominance, incomplete dominance,  and codominance codominance­ both alleles are equally dominant and both alleles are visible in the hybrid genotype (ab bloodtype) incomplete dominance­ one allele is partially dominant to the other, heterozygous  offspring have phenotype that is a mixture of the dominant and recessive phenotypes  (red flower rr+ white flower rr= pink flower rr) • calculate probabilities of genotypes and phenotypes from a particular cross g g g gg gg g gg gg • determine genotypic and phenotypic ratios from a particular cross 25% gg, 50% gg, 25% gg • explain why crossing over is said to break up linkage between alleles ­during meiosis, exchange of parts between homologous chromosomes breaks linkages between parietal chromosomes and forms recombinants with new allele combinations • describe the structure of dna 
 ­ double helix­ antiparallel  ­sugar phosphate backbone along exterior ­bases point inwards (a&t, c&g) • describe the experiments and be able to interpret the results from the  experiments that showed that dna is the hereditary material and that dna  replication is semi­conservative ­hershey and chase ­dna replication is semi­conservative because each helix that is created contains one  strand from the helix from which it was copied. the replication of one helix results in two  daughter helices each of which contains one of the original parental helical strands. • write a sequence of double­stranded dna that is 10 base pairs long, separate  the strands, and without comparing them, write in the bases that are added during dna replication 5’ cggtagatcg 3’ 5’ gccatctagc 3’ • draw and label a diagram of a replication bubble that shows (1) 5’ à 3’ polarity of the two parental dna strands and (2) the leading and lagging daughter strands at  each replication fork • describe the process of dna replication including the following terms:  dna polymerase i­ removes short rna primer and replaces with a dna nucleotide (on  lagging strand)  dna polymerase iii­ does initial synthesis, binds new rna primer (on leading and  lagging strands)  dntps­ deoxyribonucleotide triphosphate. a generic term referring to the four  deoxyribonucleotides: datp, dctp, dgtp and dttp. origin of replication­ where replication is initiated replication bubble­ setting of new dna replication replication fork­ the point at which the two strands of dna are separated to allow  replication of each strand 
 dna helicase­ breaks hydrogen bonds between nucleotides ssbps­prevents hydrogen bonding from reoccurring­ keeps it a single strand topoisomerase­ prevents twisting of the dna that is ahead of replication fork  leading strand­ strand of dna that is being replicated continuously lagging strand­ requires a slight delay before it is replicated, and it must be replicated  discontinuously in small fragments. primer­ a primer is a strand of short nucleic acid sequences (generally about 10 base  pairs) that serves as a starting point for dna synthesis. primase­  type of rna polymerase that adds a short segment of rna (to “prime it”) okazaki fragments­ short, newly synthesized dna fragments that are formed on the  lagging template strand during dna replication dna ligase­ joins pieces of dna together and closes gap where the primer was  removed sliding clamp­holds dna polymerase in place during dna synthesis • describe the role of telomerase ­it catalyzes the synthesis of dna from an rna template that it contains ­adds dna onto the end of a chromosome to prevent it from getting shorter • compare proofreading, mismatch repair, and nucleotide excision repair 1proofreading­  when an incorrect base pair is recognized, dna polymerase reverses  its direction by one base pair of dna and removes the mismatched base. mismatch repair­ when mismatched bases are corrected after dna synthesis is  complete nucleotide excision repair­ fixes thymine dimers and many other types of damage that distort the dna helix • explain the logical connections between failure of repair systems, increases in  mutation rate, and high likelihood of cancer­developing - if errors in dna are not corrected they represent mutations. when dna repair systems  fail the mutation rate increases. as the mutation rate increases the chance that one or  more cell cycle genes will be mutated increases. mutations in these genes often result in uncontrolled cell division ultimately leading to cancer.