(i) a light plane must reach a speed of 32 m/s for takeoff.
how long a runway is needed if the (constant) acceleration
is 3.0 m/s2?
(i) a light plane must reach a speed of 32 m/s for | studysoup
bchm exam 4 study guide classify monosaccharides as isomers, and based on number of c atoms warning: study guide might not contain pictures of all of the  monosaccarides we have to know!! don’t use this a sole study tool!!  stereoisomers: same atoms connected in the same sequence, but positioned differently in space.   enantiomers: non­superimposable mirror images (d­ribose and l­ribose)   diastereomers: stereoisomers that aren’t enantiomers (d­ribose and d­arabinose)   epimers: diastereomers that differ at a single chiral carbon (d­glucose and d­mannose)  # of carbon atoms: (3,4,5,6; tri­,tetra­,pent­,hex­)  anomers: two possible diastereomers that form because of cyclization (α or β) 
 know structures and functions of monosaccharides, disaccharides, and polysaccharides monosaccharides   glucose: primary fuel for living cells, preferred energy source for brain cells and cells  without mitochondria  fructose: twice as sweet as sucrose, used by sperm as an energy source  galactose: necessary to synthesize a variety of important biomolecules disaccharides  lactose: found in milk, one molecule of galactose bonded to one molecule of glucose by  a β 1,4 glycosidic bond, a reducing sugar   maltose: an intermediate product of starch hydrolysis,  α 1,4 glycosidic bond between  two glucose molecules  cellobiose: degradation product of cellulose,  β 1,4 glycosidic bond between two  glucose molecules, does not exist freely in nature 
  sucrose: produced in the leaves and stems of plants, one molecule of glucose bounded to  one molecule of fructose by an α 1,2 glycosidic bond, a non­reducing sugar  polysaccharides  starch: used for energy storage in plant cells  glycogen: used for energy storage in animal cells  cellulose: used for structural support in the cell walls of plants and many algae  chitin: used for structural support in the cell walls of fungi and the external skeletons of  insects and crustaceans  peptidoglycan: used for structural support in bacterial cell walls  know furanose v/s pyranose forms of sugar  furanose: 5­membered ring (fructose)  pyranose: 6­membered ring (glucose and galactose) know structure and functions of all sugars shown in her power point how does glycosidic bond formation happen in sugars?   glycosidic bonding o this is crucial in the linking of monosaccarides together to form  disaccharides. o two parts to this problem!!!!  the bond is named either in the β conformation.  and the carbon that it is attached to. (1­4) (1­2)  the first number corresponds to the first sugar and the second number is  for the second sugar.  
 identify compounds based on existing glycosidic bonds (eg: lactose, maltose, sucrose etc­­) know some common reactions of sugars and identify the products (oxidation, reduction, polymerization) sugar definition what is it what  characteristic structure bonded  type of  s too bond lactose  disaccharid galactos β (1,4)  common to  (milk  e found in  e bonded  glycosidi have a  sugar) milk to  c bond deficiency in  glucose breaking  down this  sugar reducing  sugar maltose  is an  glucose  α (1,4)  (malt  intermediate bonded  linkage sugar) of starch  to  hydrolysis glucose cellobios degradation glucose  β (1,4) don’t exist  e product of  bonded  freely in  cellulose to  nature glucose sucrose table sugar  glucose  α (1,2) non­ produced in  bonded  reducing the leaves  to  and stems of fructose plants polysaccharid definition  type of special notes structure es (use) bondin g 
 starch used for   α (1,4) two parts: energy storage  amylose: this in plant cells.  is the linear  (potatoes) part of starch amylopectin:  this is the  branched part  of starch (just  another linear  molecule  attached to a  linear  molecule)  (note it is an  α (1,6)) glycogen used for  α (1,4) highly  energy storage  branched! in animals  !! (liver and  muscles) (storage form  of glucose) cellulose used for  β (1,4) humans can  structural  digest  support in cell  cellulose walls of plants  and algae more  structured and  organized chitin used for  β (1,4) this is two  structural  modified  support of cell  glucoses  walls in fungi  bonded  and the  together  exoskeletons  of insects modification:  nhcoch 3 
 peptidoglycan used for  β (1,4) has an amino  structural  acid chain that support in  links with  bacterial cell  another amino walls acid chain  making it a  strong  structural  component distinguish between catabolic, anabolic and amphibolic pathways.  anabolic pathways­synthesize molecules and require energy.   catabolic pathways break down molecules and produce energy.  biochemical pathway­that involves both catabolism and anabolism (krebs’s) name & describe the three stages (or sub­processes) in the overall process of aerobic respiration  including their functions, overall reaction and subcellular locations.  aerobic respiration: o glycolysis  done in the cytosol  produces 4 atp and 2 nadh o krebs’s cycle  done in the matrix (except for pyruvate dehydrogenase)  produces 8 nadh, 2 fadh, 2 atp o etc  done in the inner membrane  produces: 26 atp distinguish between stage 1 vs. stage 2 of glycolysis, including where energy (atp) is used and  where it is released. energy investment phase (1­5) o step 1  atp + glucose(hexokinase) glucose­6p­phosphate  traps glucose inside the cell  the addition of a phosphate causes a negative charge to be on the  molecule which restricts it from leaving the cell  irreversible   regulation possible= the product inhibits hexokinase  inhibition= glucose 6­phosphate  glucose 6­ phosphate is a huge compound  glycogen synthesis 
  glycolysis  pentose phosphate o step 2  glucose 6­ phosphate (phosphoglucose) fructose 6­ phosphate  reversible    o step 3 (most heavily regulated)  fructose­6­phosphate (phosphofructokinase 1) fructose 1,6 bisphosphate  irreversible  activators: o amp o adp o fructose 2,6 bisphosphate  inhibitor o atp o citrate o glucagon  atp generally inhibits glycolysis while amp + adp to activate it  atp is allosterically inhibited  o step 4 (super important)  fructose 1, 6 bisphosphate (aldolase) dihydroxyacetone phosphate+  glyceraldehyde 3­ phosphate o step 5  dihydroxyacetone phosphate (triose phosphate) glyceraldehyde 3­ phosphate energy harvest phase o step 6  glyceraldehyde 3­ phosphate+ nad + p(glyceraldehyde 3­phosphate  dehydrogenase) 1,3 bisphsophoglycerate  generation of a reduction agent nadh o 2 molecules of nadh generated  oxidative phosphorylation step!!!!  nadnadh (low potential energyhigh potential energy) 
 o step 7 (important enzyme)  1,3 bisphosphoglycerate (phosphoglycerate kinase) 3­ phosphoglycerate  first atp generated in glycolysis via substrate level phosphorylation  all kinases transferase  reversible   standard free energy of hydrolysis  1,3 bisphosphoglycerate ­43.4 kj/mol  atp ­30.5 kj/mol  when these are broken down the extra 15 kj are lost as heat o step 8  3­phosphoglycerate(phosphoglycerate) 2 phosphoglycerate o step 9  phosphoglycerate (enolase)phosphopheolpyruvate  inhibitor:  flouride (toothpaste) o step 10  phosphoenolopyruvate +adp  (pyruvate) pyruvate +atp  activators  fructose 1,6 bisphosphate  irreversible  inhibitor o atp o acetyl coa o alanine  second atp generation in glycolysis via substrate level phosphorylation energy investment phase 1­5 energy harvest phase 6­10 steps where atp is put in 1 and 3 steps where atp is harvested 7 and 10 where nadh is made 6 
 describe the three possible metabolic fates for the pyruvic acid produced in glycolysis, including why each occurs. aerobic respiration makes much more atp (but you have to have oxygen for  the final electron acceptor in the etc) lactate is formed during exercise in the form of lactic acid. 
 lactic acid fermentation  a common theme throughout the regulation process is the regeneration of nadh and  fadh2.   the cell knows that lactic acid fermentation is slow and inefficient. thus, it does  everything it can to keep the etc going since it substantially more effective.   pyruvate (lactate dehydrogenase)lactate  glyceraldehyde 3­ phosphate(glyceraldehyde­p­ dehydrogenase) glycerate­1,3­  bisphosphate alcoholic fermentation  note re alcoholism: ethanol stimulates synthesis of nadh in liver by adh  the extra nadh will inhibit glycolysis and fatty acid oxidation  acetylaldehyde acetic acid fatty acid synthesis  result is accumulation of fat in the liver o loss of function­ cirrhosis describe all the mechanisms of regulation of glycolysis with examples. regulation of glycolysis  direct modification of enzymes o pyruvate kinase (runners)  this is the only enzyme that is directly phosphorylated  dephosphorylating will activate this enzyme 
   in this example, insulin takes off the phosphate and glucagon puts it on  glucokinase is a molecular sensor of high glucose levels  as blood sugar levels rise, so does the activity of the glucokinase. o this rise and fall of the activity is regulated by the km of  the enzyme.  o the lower the km the higher the affinity of the enzyme of  the substrate. o in addition, the regulation of glucokinase is regulated my  insulin as well.  activators and inhibitors o steps that inhibit: 1,3,10 (all reactions with kinase) o know them!  availability of substrate  allosteric regulation regulator hexokinase (1) phosphofructokinase pyruvate kinase (3) (10) glucose 6p ­ fructose­1,6p2 + amp + + adp + atp ­ ­ citrate ­ acetyl coa ­ fructose 2,6­  + bisphosphate  o all this table has done is put the enzymes and their respective activators and  inhibitors in a table format summarize the overall function and reaction of the citric acid cycle, including the origins and  fates of key reactants (or substrates) and fates of the main products of the citric acid cycle. 
  overview o the main purpose of this cycle is yes produce atp but more importantly, produce electron carriers such as nadh and fadh2 to power the electron pumps in the  etc. o this cycle has a net return of:  6 nadh's are generated (3 per acetyl coa that enters)  2 fadh2 is generated (1 per acetyl coa that enters)  2 atp are generated (1 per acetyl coa that enters)  4 co2's are released (2 per acetyl coa that enters)  (don’t forget that 2 nadh and 2 co2 come from the transformation of  the pyruvate into 2 acetyl coa. o pyruvate gets completely oxidized to co2 o in order to keep the cycle going, oaxaloacetate has to be reproduced things to remember when doing this cycle: 1. name the enzyme 2. count the carbons 3. know the substrates and products 4. know the order they come in 5. know where nadh, fadh, and atp are produced 
 some of the fates of the products in the tca cycle:  citrate fatty acids  α­ ketogluterate  nucleotides  succinyl coa heme  malate pyruvate  oaa glucose what is meant by the term “anaplerotic” pathway?  does this term apply to the citric acid cycle?  anaplerotic pathway­ this is the act of replenishing the intermediates of the krebs’s  cycle.  this term applies to the citric acid cycle because the products of the previous reaction  (whatever step) regenerates the intermediates of the tca. illustrate or describe the essential features in the ultrastructure of mitochondria, and indicate the  locations of the various subdivisions of aerobic respiration. glycolysis- cytosol pdh- inner membrane and matrix tca- matrix etc – inner membrane list and/or describe the key regulatory reactions of the citric acid cycle, including substrates,  products, cofactors and modes of regulation.  step 1 o pyruvate(pyruvate dehydrogenase) 2 acetyl coa o this is the only reaction that occurs in both the mitochondrial matrix and the inner membrane  step 2 o oaxalacetate(from the previous cycle) + acetyl coa (citrate synthase) citrate  step 3 
 o citrate(aconitase) isocitrate  step 4 o isocitrate +nad(isocitrate dehydrogenase)α­ketogluterate +nadh+co2  step 5 o oaxalsuccinate+ nad ( α­ketogluterate dehydrogenase) succinyl coa  +nadh +co2  step 6 o succinyl coa +gdp(succinyl coa synthase) succinate o gtp phosphorylates adp to atp o warning, even tough the enzyme says synthase, it  removes coa!!!!! don’t be tricked  step 7 o succinate +fad(succinate dehydrogenase) fumerate +fadh2  step 8 o fumerate +h2o(fumerase) malate  step 9 o malate +nad(malate dehydrogenase) oaxalacetate +nadh regulator pfk1 pyr. kin pyr.  citrate  isocit.  α­k­glt dehase synthase dehydrogenas dehase e atp ­ ­ ­ ­ ­ nadh ­ ­ ­ ­ adp + + + + + amp + + nad+ + + + citrate ­ acetyl­ ­ ­ coa succinyl­  ­ ­ coa relate and distinguish between reduction reactions, oxidation reactions, and standard reduction  potentials.  redox reactions: o reduction: gain of electrons(nad+nadh) o oxidation: loss of electrons (nadh nad+) o o e’  –standard reduction potentialo,   the more negative your e’ the more likely that your molecule will be  oxidized  the more positive your e’ the more likely that your molecule will be reduced 
  think of this whole thing like an electron tower. if the e’ is negative then you are standing at the top of the tower. when the molecule is oxidized, the  electrons fall down the tower. the farther they fall (the greater the difference  in e’ ) the more energy that is released.  this is why oxygen is the terminal electron acceptor in the etc because the  electrons can fall the furthest. where, in the overall process of aerobic respiration, including glycolysis, the citric acid cycle  and respiratory electron transport, do redox reactions occur? stage of respiration steps glycolysis 6 tca 1,4,5,7,9 etc every step in the complex remember that a redox reaction occurs where ever you see a dehydrogenase. generally it is where an nadh or fadh is produced because you are oxidizing the substrate  and reducing nad+ and fadh name and describe the four complexes of respiratory electron transport in terms of where they  get vs. donate electrons and any specialized functions they may have. 
 glycolysis nadh: 2 nadh krebs nadh and fadh 8 nadh 2 fadh name and describe the four types of biomolecules that serve as electron carries of respiratory  electron transport, including their active components and the numbers of electrons and/or protons they carry.  4 important biomolecules that make up the complexes: o flavoproteins­ contain flavin (fad)(fmn) o fe­s protein­non­heme proteins contain 2­4 fe atoms bound to protein via  cysteine residues o cytochromes­ heme proteins­ contain single fe atoms bound to the heme o ubiquinone (coenzyme q)­ non­protein lipophillic molecule o what dr. sri wants us to take out of this is that complex 1 and 2 have more flavo  proteins  and fe­s proteins o whereas complexes 3 and 4 contain more cytochromes what is the driving force for spontaneous electron flow in respiratory electron transport? o standard reduction potential. as stated before, complex 1 has a super high ability to  be oxidized and thus give up its electrons.  o thus, each complex following the first will have a slightly less chance of being  oxidized, however, it will never have a greater chance of being reduced than the  complex following it o therefore, you can think of the etc as one large hill relate the biological activity and use of “poisons” like rotenone, carbon monoxide, cyanide to  their mechanisms of inhibiting respiratory electron transport.  some poisons inhibit etc 
 o amytal and rotenone­ inhibits the movement of electrons from nadh to  complex 1 o antimycin­ inhibits the transfer of electrons in complex 3 o carbon monoxide, cyanide, and azide­ inhibit the final transfer of electrons to  oxygen describe the “alternate oxidase” of plants in terms of its mechanism of action (i.e. direction of  electron transport), and its physiological purpose(s) and/or function(s).  the oxidase provides an alternative route for electrons passing through the electron transport  chain to reduce oxygen. however, as several proton­pumping steps are bypassed in this  alternative pathway, activation of the oxidase reduces atp generation. this enzyme was first identified as a distinct oxidase pathway from cytochrome c oxidase as the alternative oxidase  is resistant to inhibition by the poison cyanide.  (https://en.wikipedia.org/wiki/alternative\_oxidase)  it is like taking the bypass route around downtown, you don’t get to see the scenery but you  don’t get caught in traffic.  found in: skunk cabbage and voodoo lily distinguish between oxidative phosphorylation, photophosphorylation and substrate­level  phosphorylation.  3 types of phosphorylation o substrate level phosphorylation­atp synthesis is coupled to carbon metabolism o oxidative phosphorylation­ atp synthase coupled to oxidative processes of etc o photophosphorylation­atp synthesis coupled to the light drive reactions of  photosynthesis. describe the chemiosmotic theory for atp synthesis.  chemiosmotic theory o chemical reactions could be coupled to osmotic gradients o protons can only pass though atp synthase to get back in o atp synthesis is coupled to the shuttle of protons back into the matrix  evidence supporting the chemiosmotic theory o active mitochondrion secrete protons o atp is not made when inner membrane is disrupted o molecules can lower atp synthesis by collapsing the proton gradient  uncoupelers­hydrophobic compounds with a dissociable proton carry  back across membrane  ionphores­ fake channels that are inserted into membrane that can shuttle  the protons back across. o there is enough gradient to drive atp synthesis. 
 describe the subunit structure and mechanism of function of the mitochondrial atp synthase,  including the “binding change” mechanism or theory for atp synthesis.  how the whole changing the conformation thing works: o so the β subunit has three distinctive sites on the f1 complex.  however,  they don’t rotate at all! o so the β subunit stays in one place and the γ subunit spins and causes the β  subunit to change conformation. o the β subunit has three distinctive conformations. it has the tight, loose, and  open. o in the open sight, the adp and a phosphate are placed inside. much like loading a gun o then when the γ rotates, it will then turn into the loose conformation. here, the  subunit locks the adp and phosphate group in place until the γ subunit rotates  again. o then the tight conformation is caused when the γ subunit rotates again. here the  atp is made and then one final rotation with release the atp and thus the cycle  starts over again. o determine how many molecules of atp can be theoretically made per molecule of glucose  oxidized?  1 hexose 30 atp o 8 nadh from krebs and pdh (x2.5 atp)20 o 2 nadh from glycolysis­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­2 o 2 fadh from krebs(x1.5 atp)­­­­­­­­­­­­­3 o 4 atp from krebs and glycolysis­­­­­­­­­­­­­4 
 describe how the glycerol­3p and aspartate/malate shuttles function to deliver external  (cytoplasmic) reducing equivalents to the respiratory electron transport chain inside of the  mitochondria, including the site of entry of electrons into the transport chain.  so what about nadh from glycolysis: o the 2 nadh made from glycolysis needs to be carried across the membrane into  the matrix. o it can be done by either:  glycerol­3­phosphate shuttle (brain & skeletal muscles)   don’t get the glycerol 3 phosphate and glyceraldehyde 3 phosphate on the exam!  malate/aspartate shuttle (liver).  define or describe what is meant by the term “respiratory uncoupler”.  describe the modes of  action of dinitrophenol, gramacidin, and thermogenin.  uncoupelers­hydrophobic compounds with a dissociable proton carry back across  membrane  ionphores­ fake channels that are inserted into membrane that can shuttle the protons  back across. o examples of uncoupling: 
 o brown fat: this is found in hibernating animals, cold adapted animals and newborns.  this is adipose tissue that is rich in mitochondrion  electron transport is uncoupled by the protein thermogenin  this protein is activated by the fatty acids of the adipose cells o  dinitrophenol – toxic phenol; used as insecticide; human toxicity symptoms  include marked fatigue, elevated body temperature, cyanosis.  gramicidin – antibiotic produced by bacillus breva; used to treat local  (topological) infections of gram+ bacteria. determine how many protons can pass from the matrix to the intermembrane space per molecule of glucose to allow formation of a proton gradient­in the liver and in the muscle/brain. total atp made per molecule of glucose: 30 atp 30∗4protons=120 protonsrequired 30∗3=90 protonsrequired why the different numbers? this is because it only takes 3 protons to turn synthase to make atp. however, the forth proton  brings in a phosphate group per atp made. she will tell us which one to use so no stress! 
 name of enzyme class of  substrate products irreversible? inhibitor activator? atp  atp  enzyme ? invested generated? ? hexokinase transferase glucose & atp glucose 6­phosphate &  yes glucose  no yes, 1  no adp 6­ phoaphate phosphoglucose  isomerase glucose 6­phosphate fructose 6­phosphate no no no no no isomerase phosphofrutokinas transferase  fructose 6­phosphate  fructose 1,6­bisphosphate yes  atp &  amp, adp,  yes , 1 no  e1 & atp & adp citrate fructose 2,6­ biphosphate aldolase  liase fructose 1,6­ dihydroxyacetone  no  no  no  no  no biphosphate phosphate &  glyceraldehyde 3­ phosphate triose phosphate  isomerase  dihydroxyacetone  glyceraldehyde 3­ no  no no no no isomerase phosphate phosphate glyceraldehyde 3­ oxyreductas glyceraldehyde 3­ 1,3­bisphosphoglycerate no  no no no no phosphate  e  phosphate & nadh dehydrogenase phosphoglycerate  transferase 1,3­ 3­phosphoglycerate &  no  no  no no yes (through  kinase bisphosphoglycerate atp substrate level  phosphorylation ) phosphoglycerate  isomerase 3­phosphoglycerate 2­phosphoglycerate no  no no no no mutase endolase liase  2­phosphoglycerate phosphoenolopyruvate &  no no no no no h2o pyruvate kinase transferase phosphoenolopyruvate pyruvate & atp yes  atp,  fructose  no yes (through  acetyl  1,6­ substrate level  coa,  biphosphate phosphorylation alanine )  glycolysis