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BIOLOGY STANDARD LEVEL PAPER 3 - XtremePapers

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8808-6006 29 pages N08/4/BIOLO/SP3/ENG/TZ0/XX+ Tuesday 18 November 2008 (morning) BIOLOGY STANDARD LEVEL PAPER 3 INSTRUCTIONS TO CANDIDATES Write your session number in the boxes above. Do not open this examination paper until instructed to do so. Answer all of the questions from two of the Options in the spaces provided. You may continue your answers on answer sheets. Write your session number on each answer sheet, and attach them to this examination paper and your cover sheet using the tag provided. At the end of the examination, indicate the letters of the Options answered in the candidate box on your cover sheet and indicate the number of answer sheets used in the appropriate box on your cover sheet. 1 hour Candidate session number 0 0 © International Baccalaureate Organization 2008 0129 88086006
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Page 1: BIOLOGY STANDARD LEVEL PAPER 3 - XtremePapers

8808-6006 29 pages

N08/4/BIOLO/SP3/ENG/TZ0/XX+

Tuesday 18 November 2008 (morning)

BIOLOGY

STANDARD LEVEL

PAPER 3

INSTRUCTIONS TO CANDIDATES

• Write your session number in the boxes above.

• Do not open this examination paper until instructed to do so.

• Answer all of the questions from two of the Options in the spaces provided. You may continue

your answers on answer sheets. Write your session number on each answer sheet, and attach

them to this examination paper and your cover sheet using the tag provided.

• At the end of the examination, indicate the letters of the Options answered in the candidate

box on your cover sheet and indicate the number of answer sheets used in the appropriate box

on your cover sheet.

1 hour

Candidate session number

0 0

© International Baccalaureate Organization 2008

0129

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Option A — Diet and Human Nutrition

A1. Retinol (vitamin A) is essential for healthy development in children. The United Nations

Children’s Emergency Fund (UNICEF) estimates that 70 % of children around the world need

retinol supplements to prevent any developmental problems.

The graph below shows the percentage of children receiving one or two doses of retinol

per year between 1999 and �004.

Children receiving dose

/ %

80

60

40

�0

0

68

50

56 59

58

61

5�

58

36 37

�7

16

1999 �000 �001 �00� �003 �004

Time / year

Key: % of children receiving one dose

% of children receiving two doses

[Source: adapted from UNICEF �006, http://www.childinfo.org/areas/vitamina/]

(a) State the years between which the increase in children receiving the two-dose supplement

is greatest.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

[1]

(b) Suggest one possible reason why this data may be incomplete.

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(This question continues on the following page)

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(Question A1 continued)

(c) Analyse the trend in the proportion of children receiving supplements of retinol from

1999 to �004.

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(d) Outline the effects of low retinol in the diet.

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A2. (a) (i) Carbohydrates are one of the constituents of a diet. List three other constituents of

a diet.

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�. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

[1]

(ii) In the table below, state one example and one natural source of disaccharides and

polysaccharides. [2]

Carbohydrates Example Natural source

Disaccharides

Polysaccharides

(b) Discuss the factors that affect energy requirements in humans.

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A3. (a) (i) State two types of food additives.

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(ii) Outline one possible harmful effect of a named food additive.

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(b) Distinguish between vegan and vegetarian diets.

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Option B — Physiology of Exercise

B1. A study was performed on rats with high blood pressure to investigate the effects of exercise

on the cardiovascular function. For a period of ten weeks, the rats were exercised using a

treadmill or allowed free access to running wheels. At the same time other rats were kept as

controls under non-exercise conditions.

Graph A: Shows the average distances rats ran per day

Distance / metres

10 000

9000

8000

7000

6000

5000

4000

3000

�000

1000

0 0 7 14 �1 �8 35 4� 49 56 63 70

Time / days

Graph B: Shows the mean changes in the resting heart rate in all groups between the beginning

and the end of the experiment

Change in resting heart rate

/ bpm

35

�5

15

5

–5

–15

–�5 control exercise

[Figures 1 and � from Jeffery M Kramer, Joseph A Beatty, Hugh R Little, Edward D Plowey and Tony G Waldrop,

“Chronic exercise alters caudal hypothalamic regulation of the cardiovascular system in hypertensive rats”,

American Journal of Physiology: Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, vol. �80 (�) (pp. 389-97)

Fig. 1 (p. 391) Fig. � (p. 39�). Copyright © �001 by American Physiological Society.

Reproduced with permission of American Physiological Society. ]

(a) It was observed that rats ran on average twenty metres per minute. Calculate how many

minutes the rats ran on day 35 of the experiment.

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(Question B1 continued)

(b) Describe the trends in Graph A during the period of the experiment.

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[3]

(c) Evaluate the changes in heart rate between the exercise and control group.

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B2. (a) (i) State which type of neuron stimulates skeletal muscle to contract.

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(ii) Explain how skeletal muscle contracts.

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(b) Flexibilityandagilityareusedtomeasurefitness.Discussothermeasurementsthatcouldbeusedtomeasurefitness.

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B3. (a) Outline the role of myoglobin in muscles.

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(b) (i) Describe sprain injuries.

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(ii) State two other types of injuries that affect muscles and joints.

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Option C — Cells and Energy

C1. Experiments were conducted to study photosynthesis at different CO� concentrations in

bluegrass, Poa compressa. The grass was grown at a constant temperature of �0 °C but

under different light intensities. The graph below shows the increase in biomass versus

concentration of CO� in the grass.

Increase in biomass /

arbitrary units

�00

150

100

50

0

Key:

high light intensity

medium light intensity

low light intensity

� 4 6 8

Concentration of CO� / ppm

[Adapted from O K Atkin et al., “Leaf Respiration in Light and Darkness:

A Comparison of Slow- and Fast-Growing Poa Species”, Plant Physiology, vol. 113

(pp. 961–965), Fig. 1 on page 963. © American Society of Plant Biologists]

(a) (i) Describe the relationship between the increase in biomass and the concentration

of CO�.

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(ii) Distinguish between the increase in biomass at low light intensity and

high light intensity.

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(Question C1 continued)

(b) Discuss how an increase in temperature would affect the biomass in this experiment.

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[2]

C2. (a) Explain non-competitive inhibition using a named example.

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[3]

(b) State the part of the cell in which glycolysis occurs.

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[1]

(c) Describe the role of acetyl CoA in metabolism.

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C3. (a) Draw and label the structure of a chloroplast as seen under an electron microscope. [3]

(b) Explain the relationship between the structure of the chloroplast and its function.

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Option D — Evolution

D1. In most animal species males are bigger than females. However, in hawks and owls females

are larger than males, which is called reverse size dimorphism (RSD). The RSD value is

calculated by dividing the wing length of males (mm) by the wing length of females (mm).

An RSD value of 1 indicates no difference between male and female size.

The graphs below show the RSD values for �37 species of hawk and �1� species of owl.

The lines show the normal distribution.

Hawks

Number of species

60

50

40

30

�0

10

0 0.6� 0.66 0.70 0.74 0.78 0.84 0.88 0.9� 0.96 1.00

RSD

Owls

Number of species

30

�0

10

0 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 1.05 1.10 1.15

RSD

[O Krüger, “The Evolution of Reversed Sexual Size Dimorphism in Hawks, Falcons and Owls: A Comparative Study”,

Evolutionary Ecology, vol. 19 (5) pages 467–86. © �005. With kind permission from Springer Science and Business Media.]

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(Question D1 continued)

(a) (i) State which animal has a wider range of RSD values.

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[1]

(ii) Calculate the number of hawk species that have an RSD of 0.70 or lower.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

[1]

(b) Compare the RSD values for hawks and owls.

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[2]

(c) Suggest possible reasons to explain the evolution and maintenance of RSD values in

hawks and owls.

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D2. (a) The temperature of pre-biotic Earth is believed to have been very high. State two other

conditions thought to have been present on the pre-biotic Earth.

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[1]

(b) Discuss how biochemical variations can be used as an evolutionary clock.

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[3]

(c) Discuss the endosymbiotic theory for the origin of eukaryotes.

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D3. (a) Outline Lamarck’s theory of evolution.

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[3]

(b) State the class, order and family of humans.

Class: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Order: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Family: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

[2]

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Option E — Neurobiology and Behaviour

E1. Nursing (taking care of larvae) patterns in honey bees have been monitored in glass-walled

observation hives at regular intervals during a twenty-four hour period.

On the graph below a value of 100 % indicates only day-time nursing activity and 0 % indicates

only night-time nursing activity.

Key: observed distribution expected distribution

Number of

honey bees

40

30

�0

10

0 0 10 �0 30 40 50 60 70 80 90 100

Percentage of nursing activity during the day

[Adapted from Gene Robinson, “From Society to Genes with the Honey Bee”, American Scientist, vol. 86 (5), page 456.

Reprinted by permission of American Scientist,magazineofSigmaXi,TheScientificResearchSociety.]

(a) (i) Calculate the difference in the number of honey bees, observed and expected,

at 60 %.

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[1]

(ii) Calculate the number of honey bees that carry out 30 % or less of their

nursing activity during the day.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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[1]

(This question continues on the following page)

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(Question E1 continued)

(b) Analyse the nursing patterns of the honey bee in this experiment.

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[3]

(c) In the social organization of honey bees, state the type of honey bee that carries out the

nursing activity.

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[1]

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E2. The diagram below represents the spinal cord in cross section.

3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

�. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(a) (i) On the diagram above label the fourcomponentsofareflexarc. [2]

(ii) Outlineahumanspinalreflex(otherthanthepainwithdrawalreflex).

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[2]

(b) State the name of three examples of animals (other than humans) that show social

behaviour.

1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

�. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

[1]

(c) Using the table below, distinguish between rod cells and cone cells. [2]

Rod cells Cone cells

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E3. (a) (i) State the type of behaviour that develops independently of the environment.

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[1]

(ii) Explain, using a named example (other than humans), the behaviour of grooming.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(b) Definethetermoperant conditioning.

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Option F — Applied Plant and Animal Science

F1. Chickens are a significant source of food for the world’s population. Chicken farming by

individual families (non-commercial) has a low productivity rate. The table below compares

family and commercial farming of chickens.

Chicken farming

Family Commercial

Age at mature weight / weeks > �4 < �0

Egg production / eggs per hen per year 50 > 60

Egg weight / g 40 > 60

Mature weight / kg 1.4 > �

Annual mortality rate / % > 60 < �0

The following table gives estimates of the production of chicken in families and their

contribution to the total national production in several developing countries.

CountryNumber of chickens in

family farms / 1000

Family farmed chickens as percentage

of national production / %

Ethiopia 54 000 99

Malaysia 13 000 15

Nigeria 1�0 000 80

Sri Lanka 3 000 �5

Uganda 16 000 80

Vietnam �00 000 98

[Sources: adapted from A J Kitalyi, World Animal Review, (1997), 89(�), pages 48–53]

(a) Using the data from both tables, calculate the approximate egg production per year

in Nigeria.

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(Question F1 continued)

(b) Compare the chicken production between Ethiopia and Nigeria.

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[2]

(c) (i) Suggest one reason for the differences between family farming and commercial

farming.

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[1]

(ii) Using the data, discuss why governments advise against the family farming

of chickens.

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[2]

F2. (a) State two different uses of plants, other than for food, providing one plant example

for each. [2]

Uses of plant Named example

(b) Explain how the temperature in greenhouses can affect plant productivity.

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[3]

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F3. (a) (i) Definetheterminbreeding.

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[1]

(ii) Outline the concept of inbreeding using a plant example or an animal example.

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[3]

(b) (i) State two commercial uses of plant hormones.

1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

�. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

[1]

(ii) Using a named example, describe one commercial use of plant hormones.

Name of the plant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Name of the hormone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Effect/application technique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Option G — Ecology and Conservation

G1. Mining activities often affect the pH of nearby lakes. Data was collected on the observed and

expectedaveragenumberofspeciesofzooplankton(smallaquaticanimals)andfishinlakesfrom a mining area. The expected numbers of species is based on values observed in lakes of

a similar size in the same area but more distant from the mines.

Zooplankton

Average number

of species

1�

10

8

6

4

0 < 5.0 5.0 –5.4 5.5 –5.9 6.0 – 6.4 6.5 – 6.9 > 7.0

pH categories

Key: expected observed

Fish

Average number

of species

9

8

7

6

5

4

3

1

0 < 5.0 5.0 – 5.4 5.5 – 5.9 6.0 – 6.4 6.5 – 6.9 > 7.0

pH categories

[Source: adapted from J M Gunn, (1995), Restoration and recovery of an industrial region,

Springer-Verlag, New York, page �64]

(This question continues on the following page)

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(Question G1 continued)

(a) Identify which type of animal and pH range showed the highest difference between the

expected and observed numbers.

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[1]

(b) Comparetheexpectedandobservedvaluesforfish.

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[2]

(c) AnalysetheeffectofpHonzooplanktonandfish.

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[3]

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G2. (a) State three abiotic factors that affect the distribution of plant species.

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[1]

(b) In the table below, state one example for each type of interaction indicating the

organisms involved. [2]

Type of interaction Example

Herbivory

Parasitism

Mutualism

(c) Construct a pyramid of energy with three trophic levels using organisms that you have

studied in your course. [3]

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G3. (a) State a species of plant or animal that has become extinct since 1600, and list two factors

that help to explain why that species became extinct.

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[3]

(b) Outline the use of one ex-situ conservation measure.

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[2]

(c) Definethetermgross production.

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