STEPS OF SCIENTIFIC METHOD 

1.  Design an experiment. 

2.  Ask a ques on. 

3.  Create a hypothesis. 

4.  Se ng up a controlled experiment. 

5.  Record and analyze data. 

6.  Draw a conclusion. 

 

Sources of Experimental Error 

Measurements without well defined values. 

No measurements at all 

Mul ple independent variables 

No controlled variable 

Scien fic problem is not clearly defined 

METRIC UNITS Measurement  Unit 

Temperature  Celsius 

Volume  Liter 

Mass  Gram 

Distance  Meter 

Scien fic Theories that have been changed/ modified over  me. 

Alchemy 

Geocentricity 

Spontaneous Genera on 

Bio 1

Chesapeake Public Schools Biology SOL Review Created by Tiffany Byrum and Sherry Carmony from Grassfield High School

Bio 2

 

Covalent‐sharing of electrons (a) 

Polarity‐ unequal distribu on of electrons (b) 

O2‐ nega ve charge 

H+ ‐ posi ve charge 

Cohesion‐ a rac on of similar molecules 

Adhesion‐ a rac on of different molecules

Water is universal sol‐vent 

Main components of living cells; 

No one Can Help Our Pupils Study 

Nitrogen,Carbon,Hydrogen,

Oxygen,Phosphorus,Sulfur

Water is essential for life on Earth. Water absorbs heat when it evapo-rates, allowing organisms to release excess heat. The solid form of water, ice, floats, preventing lakes and oceans from freezing solid. Water molecules are both cohesive and adhesive due to the nature of hydrogen bonding .

 

The ATP/ADP cycle. ATP (adenosine TRI‐

phosphate) is synthesized by adding a 

single phosphate group to ADP.  When 

ATP is cleaved in a chemical reac on, the 

energy is released and made available to 

cells to do work. 

Fat/Lipid  Cell membrane, 

insula on, back up 

energy 

3 fa y acids & 1 

glycerol  

Protein  Catalysts, chemical 

messengers  

Amino acids 

Nucleic Acid  Gene c informa on, 

protein syntheses 

5 Carbon sugar, 

phosphate and 

nitrogen base 

Carbohydrates  Food energy  6 Carbons, 12 

Hydrogens, and 

6 Oxygens 

Macromolecule  Func on  Structure 

The pH Scale 

TheBuffers are weak acids or bases that can react with strong acids or bases to prevent sharp, sudden changes in pH to help in maintain homeostasis 

 

Acids                                                   Bases 

0 14 

Neutral 7 (Water) 

6Carbon Dioxide + 6 Water yields Glucose & 6 Oxygen (Photosynthesis)

Scientific Investigation 

Graphing 

Independent variable on the X Y axis and dependent variable on the Y axis X 

Independent Variable 

The variable that is changed or manipulated. 

Dependent Vari-able 

The variable that is changed as a result of the ma-nipulated variable. 

Constant  

The variable that remains the same in each and every trials. 

Control  An experiment without variables. 

Quantative  Data recorded as a numerical value. 

Qualatative  Data recorded which has a descriptive value.( language) 

Hypothesis  is a proposed scien fic explana on for a set of observa ons. 

Theory  A set of statements or principles devised to explain a group of facts or phenomena, especially one that has been repeatedly tested or is widely accepted.

Law  A statement that describes invariable relation-ships among phenomena under a specified set of conditions 

Inference  An interpretation based on prior knowledge

Prediction  A rigorous (often quantitative) statement about what will happen under specific conditions.

 Complete the Ques ons 

1.  If  the  high power objec ve on  a 

microscope is 40X and the ocular is 

10X, what is the total magnifica on  

of high power? ________ 

2.  Aurora is working on a project. 

“Does sour lo on  affect  the speed 

of hair growth?” Her family  is will‐

ing to volunteer for the experiment. 

Describe how she should perform 

the experiment and iden fy the 

control group, independent and 

dependent variables. 

3.  Label the parts of the microscope 1‐10  

clockwise. ______________________ 

4.  What is this piece off equipment used to 

separate pieces by density? _____________ 

Proper es of Water: 

High specific heat, Surface tension, Polarity, Heat 

of vaporiza on,  Ice less dense than water, Capil‐

lary ac on 

*Substances added to H20 can low‐

er or raise the pH. 

* pH and temperature can change 

the structure of proteins and alter 

their func on.* (B) 

Organic compounds have C and H, I 

inorganic does not have C and H. 

Enzymes (proteins)  are catalysts  

 

 

 

 

 

Cell Theory –scien sts developing this theory were Schwann, Schleiden, and Virchow. 

All living things are composed of one or more cells by the process of cellular reproduction.

Cells are the basic units of structure and function in living things. Because many of these structures act as if they are specialized organs, these structures are known as organelles, literally “little organs.”

New cells are produced from existing cells.

Bio 3

Fluid Mosaic Model‐Plasma Membrane‐Cell Membrane 

Homeostasis: Is the ability or tendency of an organism or cell to maintain internal equilibrium 

by adjus ng its physiological processes.                                                                                                                                        

Metabolism is the chemical processes occurring within a living cell or organism that are 

necessary for the maintenance of life. In metabolism some substances are broken down to 

yield energy for vital processes while other substances, necessary for life, are synthesized 

Diffusion is the movement of molecules from an area of greater concentra on to an area of 

lesser concentra on. E.g. Exchange of gases in the lungs or body  ssues. 

Osmosis (ocean =H2O) is the diffusion of water through a semi‐permeable membrane from 

an area of low solute to an area of high solute concentra on. 

Facilitated diffusion is the passive transport of molecules down a concentra on gradient. It is 

simply diffusion that involves a protein to make diffusion happen more easily across a cell 

membrane. 

Ac ve transport is the moving of substances across the cell membrane using the cell's ener‐

gy. Molecules are moved against a concentra on gradient, i.e. they move from an area of 

lesser concentra on to an area of greater concentra on. This is done by carrier molecules 

which gets its energy from ATP. 

Cell Discovery Key Events: *Robert Hooke: coined the word cell, cork *Antonie van Leeuwenhoek- animalcules/microorganisms”

  

 

 

Bio 3

Organelle 

Funcon W

ithin Cell 

Job Sim

ilarity 

Cell W

all 

Supports and protects;rigid;strong 

  

Plasm

a (Cell) M

embrane 

Selecvely perm

eable; allows materials to 

enter and leave 

  

Nucleu

s Controls cell acvi

es 

  

Cytoplasm 

Jelly‐like substance; h

olds organelles in place; 

contains dissolved

 substances 

  

Chloroplast 

Contains chlorophyll; m

akes food from light 

during photosynthesis; glucose 

  

Mitochondria 

Power house; makes energy (ATP); breaks 

down food 

  

Vacuole 

Fluid filled sac; stores water, food, chem

icals 

  

Chromosomes (DNA) 

Works with ribosomes in

 protein synthesis 

  

Ribosomes 

Site of protein synthesis 

  

Nuclear Mem

brane 

Controls m

ovement in or out of nucleu

s   

Cen

trioles 

Separates chromosomes during cell division 

  

Endoplasm

ic Re

culum 

Transports chemicals between cells and within 

cells; Intracellular highway 

  

Golgi Bodies 

Modifies chem

icals to m

ake them

 funconal; 

sorts, packages, secretes chemicals in and out 

of cell 

  

Lysosome 

Breaks down waste m

aterials 

  

How is a cell related to a school? Use the informa on provided in  the 

chart below to  decide which job  may be most similar to the  organelle. 

  Archaebacte‐

ria 

Eubacteria 

Pro

sta 

Plantae 

Anim

alia 

Fungi 

Cell W

all 

Archae(no pep

‐doglycan) Eu

 Pep

doglycan) 

Present in 

some; Varie‐

ty of types 

Cellulose, 

Polysaccha‐

rides 

None 

Chin  

Gen

ec 

Recom‐

bina

on 

Conjuga

on, 

Binary fission, 

Spore for‐

ma

on  

Ferliza

on 

and M

eiosis 

Ferliza

on 

and M

eiosis 

Ferliza‐

on and 

Meiosis 

Ferliza

on 

and M

eiosis 

Nutri‐

on 

Autotroph 

Autotroph 

and Hetero‐

trooph 

Autotroph  

Hetero‐

troph 

(ingeson) 

Heterotroph 

(absorp

on) 

Mobility 

Flagella, 

glides or 

nonmobile 

Cilia, Flagel‐

la, A

moe‐

boids, Con‐

trac

les 

None (m

ost 

form

s) 

Cilia, Fla‐

gella, 

Contraciles 

Mobile and 

Nonmobile 

Number 

of Cells 

Unicellular 

Uni and 

mulcellular 

Mul (all 

form

s) 

Mul  

Yeast (uni) 

The rest are 

mul 

Nervous 

System

 None 

Some can

 conduct 

smuli 

Some can

 conduct s

muli 

Complex 

(excep

on: 

sponges 

have none) 

None 

BIio

4

KING

DOM

COMP

ARIS

ON

The surface area to volume ratio of an object decreases when its size increases.

Thus small size facilitates the exchange of material into and out of the cell.

Hypotonic: The RBC expands due to lower concentra on of solute than in the cell. 

Hypertonic: The RBC shrivels due to a higher concentra on of solute than in the cell. 

Isotonic: The RBC and solu on are equal. 

Complete the Ques ons. 

1.  If a jelly (coelenterate) was put in fresh water, what would happen to it?  Why? _____________________ 

2.  Why is energy needed for ac ve transport? _______________   What type of energy? 

 Bio 4

Lister, Joseph (1860s) 

Chemical inhibi on of infec on: 

Connected and applied Pasteur's work to develop and popularize the chemical inhibi on of infec on during surgery. 

Ly c and Lysogenic Life cycle of a virus

Hershey and Chase used radioac ve markers to show that 

the T4 bacteriophage injected DNA into the host cell in order 

to reproduce. 

 

Complete the kingdom list accurately.

Prokaryotes: Lack a nucleus   2.     Eukaryotes: True Nucleus 3.     4.     5.     6.     

 

 Bio 5

Cell growth occurs during the G1, S, and G2 phases (also known as inter‐

phase). Mitosis occurs during the M phase and cytokinesis completes the

process of cell division.

  Meiosis Mitosis

Crossing Over Yes  No 

Centromeres Split Anaphase II  Anaphase 

Occurs in Animalia, Plantae, Fungi  All organisms 

Daughter Cells Produced 4 Haploids  2 Diploids 

Creates Sex Cells Only: Sperm or Egg 

Everything other than sex cells 

Reproduc on Type Sexual  Asexual 

Number of Divisions 2  1 

Pairing of

Homologues

Yes  No 

Chromosome Number Reduced by Half  Remains the Same 

Complete the  Ques ons. 

1.  How many chromosomes 

does Mike have  total? 

_______ 

2.  If  Mike has 23 chromo‐

somes in each sperm cell, 

how many are in his liver 

cells?_________ 

3.  What is another name for  

sex cells? ______ 

Meiosis and Mitosis Compari‐

 

Germ Theory of Disease: 

Antoni van Leewenhoek first to see bacteria. 

Robert Koch's Postulates are a sequence of experimental  

steps directly rela ng a specific microbe to a specific disease 

Louis Pasteur and Koch credited with Germ Theory 

Microorganisms enter body a number of ways 

Natural immunity is an inherited resistance to infec on. 

Cell Specializa on is finalized

by differen a on. External

s muli trigger variety; once

differen ated, these cells are

usually terminal and nondivid‐ing.

Differen ated cells use

specificProteins of their type.For

example, red blood cells pro‐

duce hemoglobin to transport

oxygen. Differen ated cells

Endosymbio c theory‐ eukaryo c cells 

formed from a symbiosis among several 

different prokaryo c organisms. 

DNA molecule “unzips” and the two strands unwind;  via helicase.                                                       

unwound strands of DNA serve as templates for new DNA.      

 DNA polymerase joins individual nucleo des to produce a new strand.                                               

Chargaff’s rules of base pairing    

Kingdoms 

Hershey and Chase showed DNA passed gene c info. 

Rosalind Franklin made cri cal contribu ons to the un‐

derstanding of the DNA becoming famous for the work 

with the X‐ray diffrac on images of DNA.  

Watson and Crick used the images to formulate the 

structure of DNA and confirm the helical structure of 

DNA with a model in 1953. 

 

 

 Bio 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Steps to protein produc on: 

DNA unzips and RNA molecule is produced.  

Transcrip on‐DNA strand serves as template by RNA polymerase to synthesize a mRNA from nucleus to cytoplasm. 

mRNA goes through splicing. The coding mRNA sequence is 3 nucleo des (codon). 

rRNA is ribosomal when mRNA binds to the ribosome. 

Transla on‐amino acids linked to tRNA sequen ally bind to the appropriate codon in mRNA forming complementary base pairs. 

Amino acids are added one by one translated into polypep des or proteins. 

One specific amino acid can correspond to more than one codon; therefore, the gene c code is said to be degenerate. 

Gene c varia on results in phenotyp‐

ic  varia on when the order of nucleo‐

des in the DNA  sequence results in a 

different order of amino  acids. The 

differences in amino acid sequence 

Influence the shape, and func on of 

the enzyme. 

Independent assortment: Gene c 

varia on can also  be produced by the 

recombina on of chromosomes that 

occurs during sexual reproduc on.   

Impact of DNA Technologies: 

Improved Medicines  

Improved Livestock  

Improved Crops  

Preven on of Gene c Diseases  

Lowering the cost of medica on   

Treatment for pre‐exis ng condi‐

ons  

Ethical dilemmas 

Bio 5

Gene cs: 

Inheritable traits are responsible for characteris cs 

Phenotype (physical makeup) is based on Genotype (gene c makeup) 

True‐breeding individuals are homozygous  or both alleles are the same 

Hybrid individuals are heterozygous or the alleles are different 

Law of Dominance states that when different alleles for a characteris c are inher‐ited (heterozygous), the trait of only one (the dominant one) will be expressed.  

Law of Segrega on states that each gene c trait is produced by a pair of alleles which separate (segregate) during reproduc on 

Law of Independent Assortment states that each factor (gene) is distributed (assorted) randomly and independently in the forma on of gametes 

Mul ple alleles (3 or more) may determine a trait such as in ABO Blood type 

 

 

Punne  square:  

A diagram used to predict the outcome of an original or parent (P) cross  to determine the probability of offspring (F1) having a par cular genotype. It summarizes all possi‐ble combina ons for each gene crossed. The ra o of the phenotypes is 3:1, typical for a monohybrid cross. The ra o of the phenotypes is 3:1, typical for a monohybrid cross. The genotype is 100% of the offspring will be  Bb. Crossing the F1 genera on will result in recessive alleles appearing (F2 gen‐era on). 

Bb

Bb

DNA sequence, complementary RNA strand... 

Turner’s

4.  What is nondisjunc on? _____________ 

5.  What does it cause? _________________      

A

 

Muta

ons 

 

Mul gene cs, muta ons, and environmental factors 

may contribute to disorders. Whirling is a fic ous 

disorder! Disorders may be recessive, dominant, 

sexlinked or nonsexinked. 

Ped

igree Chart 

Dihybrid Crosses  are more complicated crosses looking at two or more genes. The Punne  square sort genes  independent of each other.  Dihybrid crosses between two heterozygous pea plants. R represents the    dominant allele for shape (round), while r represents the recessive allele (wrinkled).   Y represents the dominant allele for yel‐low (color), while y represents the Green recessive allele. Each  allele for shape and  Color genes are independent; therefore, four types of gametes with  all possible  combina ons are produced.  The ra o is 9:3:3:1. 

Alleles A & B for blood are dominant, 

while O is recessive 

Chromosomal altera ons are involved in the following human disorders:

Down syndrome, Klinefelters 

syndrome (illus A), XYY syn‐

drome  Trisomy X, Monosomy 

X 

 

Bio 6 Bio 6 

 

Organisms with structural similari es proves animals all have a common

ancestor.

 

Comparison of developmental stages 

 

 

Biochemical similari es and differences among organisms 

 

Homologous: traits of organisms are due to sharing a com‐

mon ancestor; Created the same way; same use (Whale

and human)

Analogous: Evolved separately; Created differently but

serve same purpose (bu erfly and bird)

Evolu onary change and evolu on‐

ary rela onships are represented in 

“family trees,” how these trees are 

constructed, and how this knowledge 

affects biological classifica on. Time‐

line of evolu onary history and infor‐

ma on can show some specific 

events in the history of life: human 

evolu on and the origin of life.  

1  3  4 

Each lineage has ancestors that are unique to that 

lineage and ancestors that are shared with other 

lineages—common ancestors. 

Carolus Linneus is credited with Binomial

Nomenclature: La n 2 part genus and 

species formal naming system. For exam‐

ple, humans belong to the genus Homo and 

within that genus to the species Homo

sapiens.

King Phillip Came Over For Ginger Snaps is

a mnemonic for the classifica on system

Kingdom, Phylum, Class, Order, Family,

Genus, Species. Kingdom is the largest and

most diverse while species the specific.

2 

Molecular comparisons of 

different groups normally 

show degrees and pa erns of 

rela onship consistent with 

that revealed by other kinds 

of comparisons (anatomy, 

fossils, embryology, cytology, 

and other various examples.) 

Cladis cs is helpful for show‐

ing common ancestry and 

sequence of evolu on be‐

tween taxa. 

The fossil 

record shows the history of the modern‐

day horse Equus. The earliest fossils in this 

lineage is _____5________, which was 

the size of a dog, with cusped low‐crowned 

molars, four toes on each front foot, three 

on each hind foot ( adapta ons for forest 

living). When forests were replaced by 

grasslands, the best adapted had grinding 

teeth, speed an increase in size, and de‐

crease in toes. Living organisms resemble 

most recent fossils in the line of descent. 

The similari es allow us to trace a line of 

ancestry through  me. 

Fossils:  

The fossil record is the history of life 

documented by remains from the 

past. Fossils consist of skeletons, 

shells, seeds, insects trapped in am‐

ber, dung, DNA and other chemicals, 

imprints of leaves, and tracks of 

organisms that lived in the distant 

past. Most fossils are at least 10,000 

years old. 

Analogy of bat & bird wings 

Bat wings and bird wings are analogous as flight structures: their structure and func on have evolved by 

different routes from a flightless rep lian ancestor. Note for example that a good por on of the flight surface 

in bats consists of a membrane stretched between the extended digits (chiropatagium), whereas the digits of 

the bird are rela vely small and do not support the flight surface. 

Note also that bat and birds wings are homologous as forelimbs. 

Bio 7 

 

 

 

Bio 7 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         

 

How we know this!  

 

Rela ve Da ng: The rock layers on the bo om are deemed older than the ones de‐posited above (Superposi on). 

Absolute Da ng: Relies on the decay of radio‐ac ve elements (ie, carbon). Very old rocks are dated by volcanic material.  Sedimentary rocks  less than 50,000 years old can be dated  using radioac ve carbon. 

Geologists have assembled a geological  me scale based on numerical (absolute) da ng of rocks from around the world. 

Molecular clocks allow scien sts to use the amount of gene c divergence between organ‐isms to extrapolate backwards to es mate dates. 

                                           

 ___________________              

                             _________________: Two species evolve in response to each                                         other over  me.       

Darwin concluded: Individuals be er adapted to the environment competed be er than the others,

survive longer and reproduce more Reproducers passed on more successful characteris cs to the next genera on. Survival of the fi est, struggle for existence and natural selec on.   

Types of Natural Selection - selection and change in allele frequency 1.  Disrup ve Selec on Disrup ve selec on favors individuals at both ex‐tremes of varia on: selec on is against the middle of the curve. This causes a break of the varia ons, caus‐ing two or more changes or dis nct phenotypes. (African swallowtail bu erfly)  2.  Stabilizing Selec on Occurs when the environment (includes natural selec on) doesn't change or cause change, there‐fore, when the environment doesn't change there is no pressure for a well‐adapted species to change. Fossils suggest that many species remain unchanged for long periods of geological  me. (Coelocanth)  3.   Direc onal Selec on This occurs when environment changes in a par cular way crea ng selec ve pressure for species to change in response to the environment.        *Peppered Moth   *An bio c Resistance: An bio cs kill bacteria, but occasionally a chance mutant appears that is resistant to that an bio c. Environments where the an bio c is o en present, the mutant has a selec ve advantage since the normal bacteria are killed leaving the mutant cell free to reproduce and colonize, leaving the environment without compe on. Some farmers feed an bio cs to ani‐mals to prevent infec on, crea ng a perfect environment for resistant bacteria to thrive. The best answer is to stop using the an bio cs so the resistant strain has no selec ve advantage, and may die off.       *DDT was a widely used insec cide. A er a few years of extensive use, DDT lost its effec veness on insects. Re‐sistance to DDT is a gene c trait that the presence of DDT in the environment made into a favorable trait. Only those insects resistant to DDT survived, leading over  me to popula ons largely resistant to DDT. 

Geographical Isolation

1. Interbreeding population of one species (divergence/adaptive radiation). 2. Population becomes divided by a physical barrier as water, mountains. This can happen when some of the population migrates or is dispersed or when the geography changes cata-strophically (e.g. earthquakes, volcanoes, floods) or gradually (erosion, continental drift). 3. If the two environments (abiotic or biotic) are different, the two populations will experi-ence different selection pressures and will evolve separately. Even if the environments are similar, the populations may change by random genetic drift, especially if the population is small.

4. If two populations meet again, they are so different that they can no longer interbreed. They are therefore reproductively isolated and are two distinct species. They may both be different from the original species, if it still exists elsewhere.

Gene flow:

Gene flow is any movement of genes from one population to another and is an important source of 

genetic variation.  

Increases variation within a population by introducing new alleles produced in another population 

Continuous tends to decrease the diversity among populations, causing gene pools to become similar.  

Reduction or restriction between populations is necessary for the development of new species. 

The frequency of alleles can change from generation to generation as a result of chance in a small gene 

pool (genetic drift). 

Genetic drift is changes in allele frequencies of a gene pool due to chance or random events. It can occur 

in large or small populations. Genetic drift causes gene pools of two isolated populations to become different as some alleles are lost and others are stable.  

Genetic drift occurs when founders (or colonizers) establish a new population, or after interbreeding. 

The founder effect is genetic drift in which rare alleles, or combinations of alleles, occur in higher fre‐quency in a population isolated from the general population. Founding individuals contain a fraction of the total genetic diversity of original gene pool. The alleles carried by founders is determined by chance.               

All gene c varia on in a popula on is generated by muta on. Muta on is any heritable change in DNA. Muta‐

ons can be changes of a single nucleo de base or may involve changes in chromosome number. Whether a 

muta on is good, neutral, or harmful depends on how it affects survival and reproduc ve success. 

New species usually develop due to: 

  Geographical isola on (allopatric specia on)   Reproduc ve isola on (sympatric specia on) 

 

____________of the Galapagos finches from ancestral coloniz‐

ers from the South American mainland. (Adap ve Radia on) 

Galapagos tortoises, note the difference in the height 

of the shell and necks between the le  and right . 

______________ evolu on: Unrelated organisms independently 

evolve similari es when adap ng to similar environments 

Pa erns of Evolu on

Gradualism (le ): The evolu on of new species by slow steady accumula on of small gene c changes over long periods of  me.  Punctuated equilibrium (right): Proposes organisms go through long stable periods interrupted by brief periods of more rapid change‐introducing new species. Gould’s idea is controversial to Darwin’s tradi onal evolu onary view of gradual and con nuous change. 

Sex can introduce new gene combina ons into a popula on. This gene c 

shuffling is another important source of gene c varia on.   

Natural or Ar ficial Selec on 

Gene (Nucleo de sequence) muta ons or Chromosomal muta ons  (inversions and transloca ons) 

Crossing over during meiosis 

Random segrega ons and combina on of gametes during fer liza on. 

Hardy‐Weinberg’s Laws 

Fossil Record: Represents Earth’s History  

MYA 

Life on

Earth

Life on Earth

 

Use the terms below to fill in the blanks.

Ex nc on, Coevolu on, Convergent, Divergence

Bio 8  

Abio c factors,: Includes all non‐living things like light, air, wa‐ter, temperature, minerals, soil and clima c aspects. 

Bio c factors,: Includes all living organisms like plants, animals and microbes working directly or indirectly to influence the lives of each other. 

These are the interac ons between the organisms of the same species. Significant 

intraspecific bio c factor examples are as follows: 

1. Compe on among animals of the same species for food, shelter and mate. 

2. Compe on among plants of the same species for light, water and space. 

3. Interac on among the animals of social organiza ons such as flocks, herds. 

These are the interac ons between the organisms belonging to two or more differ‐

ent species. Significant interspecific bio c factor examples are as follows : 

1. Predator and prey rela onships. 

2. Different rela onships like parasi sm, commensalism, and mutualism. 

3. Mutual rela onships between plants and animals for food, pollina on and dispersal of fruits and seeds. 

 

Bio 8 

Popula on growth occurs when available resources exceed the 

number of individuals able to exploit them. Reproduc on is rapid, 

and death rates are low, producing a net increase in the popula‐

on size. 

Factors Influencing Popula on Growth: Provided resources are 

available, popula ons have the poten al to expand at an exponen‐

al rate, since reproduc on is generally a duplica ng process. Two 

most basic factors that affect the rate of popula on growth are the 

birth rate, and the death rate. . 

Carrying capacity is the point 

where popula on size levels 

off. 

Limi ng factor or resource is a 

factor that controls a process, 

such as organism growth or 

species popula on, size, or 

distribu on. 

 When two interac ng species, for example predator and prey, evolve together, they can influ‐ence the evolu on of the other. This is referred to as coevolu on. Some mes coevolu on re‐sults in two species that influence (both posi vely or nega vely) from each other, in a rela on‐ship referred to as symbiosis. The various types of symbiosis include: 

parasi sm ‐ one species (parasite) benefits more than the other species (host) 

commensalism ‐ one species benefits while a second species is neither helped       nor injured 

mutualism ‐ both species benefit from the interac on  

 

Match the type of symbiosis with one of the 3 pictures below.

1. _____________ 

Whale fin and 

barnacles 

2. ________________  3. _____________ 

Clownfish and 

Sea anem

one 

Lamprey & Fish 

Nutrient Cycles 

Carbon atoms con nually move 

through living organisms, the 

oceans, the atmosphere, and the 

crust of the planet. This movement 

is known as the carbon cycle. 

 

The water cycle describes the con‐

nuous movement of water on, 

above and below the surface of the 

Earth through physical processes of 

evapora on, transpira on, conden‐

sa on, precipita on, infiltra on, 

runoff, and subsurface flow. 

There are 5 steps of nitrogen cycle that 

help in fixing atmospheric nitrogen:  

Nitrogen Fixa on (N2 to NO3‐ or NH4) 

Nitrifica on (NH3 to NO3‐) 

Assimila on (here the NH3 and NO3‐      

are incorporated into the biological 

ssues) 

Ammonifica on (organic nitrogen com‐

pounds to NH3) 

Denitrifica on (NO3‐ to N2) 

An organism’s role within an ecosystem depends on how it obtains its food. Plants 

and animals obtain their food in very different ways, so they have very different 

roles in an ecosystem. The way in which an organism obtains food also affects its 

interac ons with other organisms in the ecosystem. 

Producers are organisms that are able to make their own food using abio c ele‐

ments 

Consumer: an organism that eats other living things for energy: 

herbivore: an organism that eats plants only 

carnivore: an organism that eats other animals only 

scavenger: an organism that eats already dead animals 

omnivore: an organism that eats both plants and animals 

detrivore: an organism that feeds on decaying plant and animal ma er  

decomposer: an organism that consumes and breaks down dead organisms or 

The hierarchy represented in this figure is one of nutri onal 

dependency. Organisms on each level are dependent upon 

organisms below for nutrients essen al to growth and metab‐

olism. The obvious excep on is the bo om level of decom‐

posers, which take nutri on from organic ma er le  behind 

by organisms on the several levels above. 

 

Recall that cell respira on “burns” food to release its energy, producing ATP. ATP is then used to fuel life processes. Although a lot of energy may be taken in at any level, the energy that ends up being stored there – food available to the next level — is far less. Scien sts have calculated that an average of 90% of the energy entering each step of the food chain is “lost” this way . 

Bio 8 

 

Bio 8 

  

 

Pyramid of Numbers‐based on the 

number of individual organisms at 

each trophic level.  

In aqua c ecosystems and herbaceous commu‐

ni es, autotrophs are present in large numbers 

per unit area. They support a lesser number of 

herbivores, which inturn support fewer carni‐

vores. 

 Pyramid of Biomass shows that ener-gy can never be destroyed and neither can it be created. Energy can only be transferred from one form to another. The pyramid symbolizes the animals eat plants, then the herbivores, then those feeding on other animals...the circle of life. The last step is the decomposers. The energy is transferred through the chain and converted in the biomass. 

A food chain shows how each living thing gets its food. Some animals eat 

plants and some animals eat other animals. For example, a simple food 

chain links the trees & shrubs, the giraffes (that eat trees & shrubs), and 

the lions (that eat the giraffes). Each link in this chain is food for the next 

link. A food chain always starts with plant life and ends with an animal. 

Food Webs‐A food web describes the feeding rela onships in an ecosys‐

tem that form a network of complex interac ons.  A food web links all the 

food chains in an ecosystem together. The arrows in the web face to‐

wards the energy. 

 

 

 

 

 

 

Organisms –Ecosystems and Adapta ons: 

Chesapeake Bay 

Salinity and pH influenced by rain and  des 

Seasonal fluctua ons influence temperature 

Light fluctuates daily, is weather and seasonally dependent 

Erosion (natural or human destruc on) reduces light penetra on 

Areas of the Bay have fluctua ng oxygen levels 

Summer is usually the most stressful  me due to human impact 

Pyramid of numbers/biomass/energy reflect a decrease in organ     

  isms with each increasing level of the food chain 

Carbon dioxide is found in dissolved in water. 

Carbon is transferred up the food chain and returned as waste 

  products 

In marine systems, nitrogen is a limi ng factor 

Phosphate is a limi ng factor affected by nutrient runoff in fresh   

  water systems (fer lizer and cleaning products) 

 

Density Independent Factors: 

Storms: Hurricanes such as Agnes (1972), Isabella (2003) 

River flooding following localized thunder storms 

Unseasonable temperature fluctua ons &  drought 

Human ac vi es: Dams, clear cu ng forests, pollu on: spills or runoff 

Density Dependent Factors: 

Compe on: interac on of organisms for resources such as food and habitat. 

Preda on:  predators tend to eat the prey organism encountered most o en Toad‐

fish eats fish, crabs, and/or oysters (Chesapeake blue crabs notorious) 

Chesapeake Bay Invasive Species:  Nutria, Asia c clam, Zebra mussel, Rapa Whelk, 

Phragmites (plant), Purple Loosestrife. No natural predators disrupts the ecosys‐

tem. 

Parasi sm: increased organism numbers makes transmission easier 

Disease: spreads more readily in densely populated groups 

Biome: Complex of terrestrial communi es that cover a  

large area and is characterized by certain soil and climate 

condi ons and par cular assemblages of plants and animals. 

Bio 8  Bio 8 

5.  Write the le ers of the ponds in order from the youngest, to        

the oldest. ________________________________________ 

 

 

 

 

 

Lakefront: grass may invade a build‐up of sand. Humus formed 

by the grass‐ gives root to oaks and pines and lesser vegeta on, 

which displaces the grass forming altered humus. That soil 

eventually nourishes maple and beech trees, which crowds out 

the pines and oaks and forms a climax community.  

Other than trees, successive communi es shelter many other 

life forms, with the greatest diversity popula ng the climax 

community. 

 

Chesapeake Bay and Human Ac vi es:

In the1600’s, the Chesapeake  Bay  was the healthiest. The watershed was 

mainly comprised of forested buffers, wetlands, and resources lands that 

absorbed and filtered nutrients. 

Development stripped the watershed of certain buffers, and today pollu‐

on flows undiluted into waterways. Farms, factories, ci es, and suburbs 

have replaced much of these natural filters and impaired water quality so 

severely that the Chesapeake Bay is on the Environmental Protec on 

Agency's "dirty waters'' list. 

Nutrients—primarily nitrogen and phosphorus—are essen al for the 

growth of all living organisms in the Chesapeake Bay. However, excessive 

nitrogen and phosphorus degrade the Bay's water quality. 

Nitrogen pollu on is the most serious pollu on problem for the Bay be‐

cause it causes algal blooms that consume oxygen. The blooms lower 

dissolved oxygen levels so severely that fish and shellfish die and it blocks 

the sun keeping grasses from growing. 

Outbreaks of poisoning due to various toxins accumulated by shellfish and 

fish such as the recent Pfiesteria outbreaks in Chesapeake Bay have oc‐

curred several  mes in the past few years. 

Atlan c oyster used to cover extensive regions, but overharves ng of 

oysters during the last century has now eliminated commercial oyster 

reefs. The organic ma er  falls to the bo om and is consumed by benthic 

microbes, leading to low oxygen condi ons. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

The Chesapeake Bay Program is a regional partnership that has directed 

the restora on of the since 1983.  

U.S. Environmental Protec on Agency has developed a Bay‐wide 

"pollu on diet" that outlines the maximum amount of nitrogen, phospho‐

rus, and sediment pollu on each state in the watershed can contribute to 

the Bay if we are to be successful in ge ng it off the "dirty waters" list.  

Farmers have made the Conserva on Reserve Enhancement Program 

(CREP) one of Virginia's most ac ve water quality efforts.  Financial incen‐

ves are offered to farmers who voluntarily restore wetlands and shrub/

forest buffers. 

4.  Explain the succession of the forest 1‐5. __________________ 

Succession:  gradual long term changes in altered ecosystems Succession is a slow ecosystem force which is most easily recog‐nized a er a destruc ve force has devastated an environment.  Primary succession: rock ‐> lichen ‐> moss ‐> grass ‐> shrub ‐>   trees ‐> oak hickory forest Slow process because of soil forma on and species introduc on    Secondary succession: re‐establishment of life following a disrupt‐  ive force. grass ‐> shrub ‐> trees ‐> oak hickory forest 

Quicker process because ingredients for life are in place and previ‐

ous species are nearby and ready to re‐invade. 

Climax Communi es have reached the stable stage. When well 

defined, the climax community is called a biome. Examples are 

tundra, grassland, desert, and the deciduous, coniferous, and trop‐

ical rain forests.  

Posi ve Human Impact: