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20 pages
M11/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ2/XX
Wednesday 18 May 2011 (afternoon)
BiologyHigHER lEvElPaPER 2
INSTRUCTIONS TO CANDIDATES
• Write your session number in the boxes above.• Do not open this examination paper until instructed to do so.• Section A: answer all questions.• Section B: answer two questions.• Write your answers in the boxes provided.
2 hours 15 minutes
Candidate session number
0 0
© International Baccalaureate Organization 2011
Examination code
2 2 1 1 – 6 0 1 4
0120
22116014
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Section a
Answer all questions. Write your answers in the boxes provided.
1. Investigatorscarriedoutexperimentstofindtherelationshipbetweentheenergyusedbymice(themetabolic rate)and theiractivity. They found that theamountof timemiceareactivedepends on the time of day, whether they are single or in groups and on the temperatureof their surroundings. Thebarchartbelowshows thepercentageof timemicewereactiveduring three-hourperiodsat threedifferent temperatures.
Activity/%ofthree-hourperiod0 10 20 30 40 50 60 70 80
Timeofday
12:00to15:0015:00to18:0018:00to21:0021:00to00:0000:00to03:0003:00to06:0006:00to09:0009:00to12:00
8 C°
12:00to15:0015:00to18:0018:00to21:0021:00to00:0000:00to03:0003:00to06:0006:00to09:0009:00to12:00
15 C°
12:00to15:0015:00to18:0018:00to21:0021:00to00:0000:00to03:0003:00to06:0006:00to09:0009:00to12:00
31 C°
Key: singlemice groupmice
L.E.MountandJ.V.Willmott(1967)JournalofPhysiology,190,pages371–380.PublishedbyWiley-Blackwell.Usedwithpermission.
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(Question 1 continued)
(a) Calculate how many minutes the group mice are active between 21:00and 00:00 at8 C° . [1]
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(b) Outlinetherelationshipbetweenactivityandtemperaturefrom21:00to03:00inallofthemice. [1]
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(c) Animals which are active at night are nocturnal. Suggest one advantage for micebeingnocturnal. [1]
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(Question 1 continued)
Theinvestigatorsalsofoundthatthemetabolicrateofthemicechangedatdifferenttimesoftheday.Micewerekeptatoneofthethreeconstanttemperaturesfor24hoursandtheiroxygenconsumptionwasmeasured.Thegraphbelowshowstheresultsforsinglemiceandthemeanvaluesforgroupmice.
Metabolicrate/mlO2kg
–1min–1
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20 12:00 15:00 18:00 21:00 00:00 03:00 06:00 09:00
Timeofday
Key: singlemiceat8 C°
singlemiceat15 C°
singlemiceat31 C°
groupmiceat8 C°
groupmiceat15 C°
groupmiceat31 C°
L.E.MountandJ.V.Willmott(1967)Journal of Physiology,190,pages371–380.PublishedbyWiley-Blackwell.Usedwithpermission.
(d) Statetherelationshipbetweentemperatureandmetabolicrate. [1]
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(Question 1 continued)
(e) Comparetheresultsforthesinglemiceat15 C° withthoseforthegroupmiceat15 C° . [2]
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(f) Suggestonereasonwhytheresultsdifferforsinglemiceandgroupmice. [1]
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(g) Explainwhyoxygenconsumptionisusedasameasureofmetabolicrate. [2]
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(Question 1 continued)
(h) Usingthedatafrombothgraphs, evaluatethehypothesis that increased activity causesan increase inmetabolic rate inmice. [2]
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(i) Thereactionsofrespirationtakeplaceinthemitochondriaofthemicecellsasshowninthefollowingmicrograph.
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Imageandquestionsremovedforcopyrightreasons
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(Question 1 continued)
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Questionsremovedforcopyrightreasons
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2. Thediagrambelowshowstwonucleotideslinkedtogethertoformadinucleotide.
I
II
(a) (i) IdentifythechemicalgrouplabelledI. [1]
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(ii) StatethetypeofbondlabelledII. [1]
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(b) DistinguishbetweenthesenseandantisensestrandsofDNAduringtranscription. [1]
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(Question 2 continued)
(c) ComparetheDNAfoundinprokaryoticcellsandeukaryoticcells. [2]
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3. (a) Definethetermexcretion. [1]
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(b) Explaintheprocessofultrafiltration. [2]
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(Question 3 continued)
(c) Thediagrambelow showspart of the humankidney. The arrow shows the directionof blood flow.
I II
Bloodflow
ComparethecompositionofthefluidsfoundintheregionslabelledIandIIbygivingonedifferenceandone similarity. [2]
Difference: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Similarity: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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4. Thefoodwebbelowshowssomeof thefeedingrelationshipsfoundbetween theorganismslivinginornearariverinEngland.
Heron Kingfisher
Trout
CarnivorousStonefly
CarnivorousCaddis Dragonfly
MayflyRiverlimpetFreshwater
shrimp
Leech
Diatomsandotheralgae
(a) Identifyanorganisminthefoodwebthatis
(i) anautotroph. [1]
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(ii) bothasecondaryandtertiaryconsumer. [1]
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(Question 4 continued)
(b) Explainhowtheflowofenergyinthefoodwebdiffersfromthemovementofnutrients. [2]
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(c) Discussreasonswhythelevelsofapyramidofenergydifferinsize. [2]
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Section b
Answer two questions. Up to two additional marks are available for the construction of your answers. Write your answers in the boxes provided.
5. (a) Outlinetheeffectoftemperatureandsubstrateconcentrationontheactivityofenzymes. [4]
(b) Distinguish between competitive and non-competitive enzyme inhibition of chemicalreactions,givinganexampleofeach. [5]
(c) Explainthelight-independentreactionsofphotosynthesis. [9]
6. (a) Outlinethevariousstagesofthecellcycle. [4]
(b) Describe the differences in the structures of dicotyledonous plants andmonocotyledonousplants. [5]
(c) Define the term transpiration andexplain the factors thatcanaffect transpiration inatypical terrestrialplant. [9]
7. (a) DescribethecausesofDownsyndrome. [5]
(b) Describehowhumanskincolourisdeterminedgenetically. [5]
(c) Explainthecausesofsickle-cellanemia. [8]
8. (a) Outlinetheroleoftheskinintemperatureregulation. [5]
(b) Outlinetheroleofhormonesintheprocessofbirthinhumans. [4]
(c) Explaintheprinciplesofvaccination. [9]
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