Cenre uer Lerner eraon uer Level 3 Certificate Applied Science · Cenre uer Lerner eraon uer Write our ne ere urne Oer ne To rks Per eerene P61071A0112 Turn over P61071A ©2018

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31617H/1BThursday 24 May 2018 – AfternoonTime: 40 minutes

Applied ScienceUnit 1: Principles and Applications of Science IBiologySECTION A: STRUCTURES AND FUNCTIONS OF CELLS AND TISSUES

Instructions

• Use black ink or ball-point pen.

• Fill in the boxes at the top of this page with your name, centre number and learner registration number.

• Answer all questions.

• Answer the questions in the spaces provided – there may be more space than you need.

Information

• The exam is comprised of three papers worth 30 marks each. Section A: Structures and functions of cells and tissues (Biology). Section B: Periodicity and properties of elements (Chemistry). Section C: Waves in communication (Physics).

• The total mark for this exam is 90.

• The marks for each question are shown in brackets – use this as a guide as to how much time to spend on each question.

Advice

• Read each question carefully before you start to answer it.

• Try to answer every question.

• Check your answers if you have time at the end.

Pearson BTECLevel 3Nationals Certificate

*P61071A0212*2

Answer ALL questions. Write your answers in the spaces provided.

Some questions must be answered with a cross in a box . If you change your mind about an answer, put a line through the box and then put a cross in another box .

1 Pond water contains a variety of plant and animal organisms.

A light microscope can be used to produce a photomicrograph of these organisms.

Figure 1 is a photomicrograph of a eukaryotic organism.

Figure 1

(a) State what is meant by the term eukaryotic.(1)

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(b) Identify the cellular structure found in both animal and plant cells.(1)

A cell wall

B 70S ribosomes

C mitochondria

D tonoplast

*P61071A0312* Turn over

3

(c) A eukaryotic cell has an actual diameter of 25 µm.

The observed diameter of the eukaryotic cell in a photomicrograph is 1.5 cm.

Calculate the magnification used to view the image.

Show your working.(3)

Magnification = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ×

(Total for Question 1 = 5 marks)

*P61071A0412*4

2 Figure 2 shows an electron micrograph of a bacterium.

B

A

DC

Figure 2

(a) Identify the capsule in Figure 2.(1)

A

B

C

D

(b) Give two functions of plasmids in bacteria.(2)

Function one . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Function two . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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5

(c) Bacteria can be classified as Gram-positive or Gram-negative.

Identify which row in Table 1 shows the correct cell wall structure of Gram-negative bacteria.

(1)

Peptidoglycan layer thickness

Outer membrane

1 Thick Present

2 Thin Present

3 Thick Absent

4 Thin Absent

Table 1

A 1

B 2

C 3

D 4


*P61071A0612*6

3 Skeletal muscle enables voluntary movement.

Figure 3 shows skeletal muscle, muscle fibres and myofibrils.

myofibril

skeletal muscle

muscle fibre

Figure 3

(a) (i) Name the two contractile proteins found in a skeletal muscle myofibril. (2)

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(ii) Name the cell surface membrane of a skeletal muscle cell.(1)

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(b) Skeletal muscle contains large stores of glycogen.

Explain the function of glycogen in skeletal muscle.(2)

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7

(c) There are two main types of skeletal muscle fibre: slow twitch and fast twitch.

Marathon runners have a higher percentage of slow twitch fibres in their skeletal muscles.

There are more mitochondria in slow twitch fibres than in fast twitch fibres.

Marathon runners can run longer distances than sprinters.

Explain how having more mitochondria in their muscle fibres enables marathon runners to run for longer distances than sprinters.

(3)

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*P61071A0812*8

4 Serotonin is a neurotransmitter produced by certain neurones in the brain.

Figure 4 shows a synapse in the brain.

serotonin

serotonin receptor

X

Figure 4

(a) Name the region labelled X in Figure 4.(1)

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(b) Explain how an impulse can only travel in one direction across region X.(2)

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9

(c) Explain how imbalances in serotonin in the brain may affect a person’s mood.(4)

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5 Figure 5 shows red blood cells in a capillary.

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Explain how the structure of red blood cells enables them to transport oxygen around the body.

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Applied ScienceUnit 1: Principles and Applications of Science IChemistrySECTION B: PERIODICITY AND PROPERTIES OF ELEMENTS

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Some questions must be answered with a cross in a box . If you change your mind about an answer, put a line through the box and then mark your new answer with a cross .

1 Hydrocarbons are molecules which are made of hydrogen and carbon only.

The bonding between atoms of hydrogen and carbon is covalent.

(a) (i) State what is meant by the term covalent bond.(2)

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(ii) Methane is a hydrocarbon and has the molecular formula CH4.

Draw a dot-and-cross diagram for a molecule of methane. Show outer electrons only.

(2)

(b) The melting point of methane is –182 °C.

Explain, in terms of intermolecular forces, the melting point of methane.(3)

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3

2 (a) A phosphorus atom contains 15 electrons.

Complete the electronic configuration for a phosphorus atom.(2)

1s2 2s2 2p6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(b) An oxygen atom contains 8 electrons.

Complete Figure 1 to show the arrangement of electrons in an oxygen atom.(2)

2p

2s

1s

energy

Figure 1

(c) Which equation shows the first ionisation of potassium?(1)

A K(g) → K– (g) + e–

B K–(g) → K+ (g) + e–

C K+(g) → K– (g) + e–

D K(g) → K+ (g) + e–

*P61072A0412*4

(d) Figure 2 shows the first six ionisation energies of an unknown element.

First Second Third Fourth Fifth Sixth

Ionisation number

Ioni

satio

n en

ergy

Figure 2

Identify the group number in which this element can be found. (1)

A 1

B 2

C 4

D 6



5

3 Calcium is a metal.

Word equations for two reactions of calcium are shown.

calcium + oxygen → calcium oxide

calcium + hydrochloric acid → calcium chloride + hydrogen

(a) Complete the word equation for the reaction of calcium with sulfuric acid.(2)

calcium + sulfuric acid → . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(b) Write the balanced equation for the reaction of calcium, Ca, with oxygen. (2)

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(c) The equation for the reaction of dilute hydrochloric acid with calcium is

Ca + 2HCl → CaCl2 + H

2

Calculate the maximum mass of calcium chloride produced by reacting 8.02 grams of calcium with excess hydrochloric acid.

relative atomic mass: Ca = 40.1 relative formula mass: CaCl

2 = 111.1


Maximum mass = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .g


*P61072A0612*6

4 Manganese, Mn, is a metal.

It has a metallic structure.

(a) Explain why metals are malleable.(2)

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(b) KMnO4 is a useful compound of manganese.

Calculate the relative formula mass for KMnO4.

(2)

relative formula mass = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


7

(c) Manganese and zinc are both metals in the d block of the periodic table.

Table 1 shows some information about manganese and zinc.

metal short electronic configuration common oxidation states

manganese [Ar] 3d5 4s2 +2, +4, +7

zinc [Ar] 3d10 4s2 +2

Table 1

Discuss why manganese is classified as a transition metal, but zinc is not. (6)

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Applied ScienceUnit 1: Principles and Applications of Science IPhysicsSECTION C: WAVES IN COMMUNICATION

*P61073A0212*2


Some questions must be answered with a cross in a box . If you change your mind about an answer, put a line through the box and then mark your new answer with a cross .

1 Longitudinal and transverse are two types of wave.

(a) (i) Give an example of a longitudinal wave.(1)

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(ii) Describe how a longitudinal wave travels through air.(2)

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Figure 1 shows a transverse wave.

2

1

0

−1

−2

disp

lace

men

t (cm

)

0.25 0.5 0.75 1.0 1.25time

(s)

Figure 1

(b) (i) Give the frequency of the wave.(1)

frequency = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Hz


3

(ii) In Figure 2, each diagram shows two points on a transverse wave.(1)

A B

C D

Figure 2

Which diagram shows two points that are in phase?

A

B

C

D


*P61073A0412*4

2 (a) State one type of electromagnetic wave used in satellite communication.(1)

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(b) Television remote controls use infrared radiation to send information.

(i) Explain one advantage of using infrared radiation to control a television.(2)

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(ii) Explain one disadvantage of using infrared radiation to control a television.(2)

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5

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*P61073A0612*6

3 A doctor uses an endoscope to view the lining of a patient’s stomach, as shown in Figure 3.

An endoscope contains optical fibres.

Light travels down the optical fibres to illuminate the stomach.

Figure 3

(a) Explain how light travels back through the endoscope so an image of the lining of the patient’s stomach can be seen. You may use diagrams to support your answer.

(4)

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optical fibres

oesophagus

stomach

Not to scale

light


7

(b) (i) The speed of light in the air is approximately 3 × 108 ms–1.

State how the speed of the light changes in the optical fibres.(1)

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(ii) The glass used in the optical fibres has a refractive index of 1.495.

Calculate the critical angle of the glass used in the optical fibres.

Use the equation sinCn

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critical angle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .°


*P61073A0812*8

4 A diffraction experiment makes use of coherent light waves.

(a) Describe what is meant by the term coherent light waves.(2)

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(b) A technician wants to identify the gas in a discharge tube.

The technician uses a diffraction grating to produce emission spectra for the gas.

Each spectrum consists of a series of light and dark lines on a screen.

Explain how the diffraction grating produces the light and dark lines on the screen. You may draw diagrams to support your answer.

(6)

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*P61073A01012*10

(c) The light that produces one of the lines on the screen has a wavelength of 588.2 nm.

Calculate the frequency of this light.

Speed of light in air = 3.0 × 108 ms–1


frequency = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Hz


TOTAL FOR PAPER = 30 MARKSTOTAL FOR EXAM = 90 MARKS

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BLANK PAGE

*P61073A01212*12

Formulae Sheet

Wave speed v = fλ

Speed of a transverse wave on a string v = Tμ

Refractive index n = cv

= sin

sin

ir

Critical angle sin C = 1n

Inverse square law in relation to the intensity of a wave I = kr 2


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