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Centre Number Candidate Number Write your name here Surname Other names Total Marks Paper Reference Turn over P39886A ©2013 Pearson Education Ltd. 1/1/1/1/ *P39886A0120* Edexcel GCE Biology Advanced Unit 4: The Natural Environment and Species Survival Tuesday 11 June 2013 – Morning Time: 1 hour 30 minutes 6BI04/01 You do not need any other materials. Instructions Use black ink or ball-point pen. Fill in the boxes at the top of this page with your name, centre number and candidate number. Answer all questions. Answer the questions in the spaces provided there may be more space than you need. Information The total mark for this paper 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. Questions labelled with an asterisk ( *) are ones where the quality of your written communication will be assessed – you should take particular care with your spelling, punctuation and grammar, as well as the clarity of expression, on these questions. Advice Read each question carefully before you start to answer it. Keep an eye on the time. Try to answer every question. Check your answers if you have time at the end.

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P39886A©2013 Pearson Education Ltd.

1/1/1/1/

*P39886A0120*

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BiologyAdvancedUnit 4: The Natural Environment and Species SurvivalTuesday 11 June 2013 – MorningTime: 1 hour 30 minutes 6BI04/01You do not need any other materials.

Instructions

• Use black ink or ball-point pen.

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

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

Information

• The total mark for this paper 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.• Questions labelled with an asterisk (*) are ones where the quality of your written communication will be assessed – you should take particular care with your spelling, punctuation and grammar, as

well as the clarity of expression, on these questions.

Advice

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

• Keep an eye on the time.

• Try to answer every question.

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

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*P39886A0320* Turn over

Answer ALL questions.

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 Pleurococcus is a unicellular organism that can be found on the bark of trees. Where Pleurococcus is growing, it appears as green patches on the bark. Each of the patches is a colony of genetically-identical cells of Pleurococcus, formed from a single original cell.

The diagram below shows some of the individual cells of Pleurococcus as they might appear using a light microscope.

(a) Place a cross in the box next to the names of the two structures that show that Pleurococcus would be classified as a eukaryotic organism.

(1) A cell wall and chloroplast

B cell wall and cytoplasm

C chloroplast and nucleus

D cytoplasm and nucleus

(b) Explain how a colony of genetically-identical Pleurococcus cells could develop from a single original cell.

(2)

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Ridwan Abrar
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1. Nuclear division takes by mitosis2. after that cytokinesis takes place and cell divides into 2.3. The process is repeated many times.
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*P39886A0420*

(c) The distribution of Pleurococcus on 20 trees was investigated. The percentage cover of Pleurococcus was measured using a quadrat measuring 10 cm × 10 cm, divided into 100 small squares.

This quadrat was placed at eight points around the trunk of each tree. Each point on the tree faced a different direction. At each point, light intensity and moisture content were measured at mid-day.

The mean results are shown in the table below.

Point Direction Mean percentage cover (%)

Mean light intensity

/ arbitrary units

Mean moisture content

/ arbitrary units

1 North 89 6.6 8.8

2 North-east 86 6.4 8.6

3 East 84 6.9 8.7

4 South-east 67 7.3 7.5

5 South 46 8.7 5.2

6 South-west 51 8.4 5.1

7 West 60 8.1 7.0

8 North-west 78 7.6 8.2

(i) Suggest how this 10 cm × 10 cm quadrat was used to obtain the percentage cover of Pleurococcus at each point.

(2)

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1. Each small square represents 1%2. Count no of squares containing pleurococcu3. Credit an indication of how percentage was calculated
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*P39886A0520* Turn over

(ii) Place a cross in the box next to the best conclusion that can be drawn from these results, about the distribution of Pleurococcus.

(1)

A it is affected by both light intensity and moisture content

B it is affected by light intensity more than moisture content

C it is affected by moisture content more than light intensity

D it is not affected by either light intensity or moisture content

(iii) Suggest how more evidence for the relationship between light intensity and the distribution of Pleurococcus could be obtained.

(3)

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(iv) Name one biotic factor and suggest how this factor might affect the distribution of Pleurococcus on the trees.

(2)

Biotic factor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(Total for Question 1 = 11 marks)exem

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DRAFT

DRAFT

Ridwan Abrar
snails/grazers/primary consumers/herbivores> less as being eatendisease on trees>>less as smaller habitatdisease in Pleurococcus>> less as being destroyedcompetition from other organisms>> less due to lack of resources e.g. light,space
Ridwan Abrar
a
Ridwan Abrar
1. idea of obtaining more data outside2. processing the data e.g. plotting a scatter graph, correlation test3. credit correct reference of interpretation of test/graph4. ref to an extended study e.g. laboratory experiments5. extended study would be repeated6. looking at results of previous studies
Ridwan
Highlight
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6

*P39886A0620*

2 The photograph below shows part of a leaf, as seen using a hand lens.

Magnification ×20

(a) Suggest why each of the following is important for the production of carbohydrates in the photosynthetic cells.

(i) The thin lamina(2)

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(ii) Vessels in the midrib(2)

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Midrib containing branches of vessels from the stem

Lamina, a thin area containing photosynthetic cells

Veins connecting midrib vessels with photosynthetic cells

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exem

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DRAFT

DRAFT

Ridwan Abrar
fast / maximum gas exchange/uptake of CO2
Ridwan Abrar
1. Transport of water through xylem to the leaves2. Transfer of sucrose through phloem away from the leaves3 Water for light dependent reaction/ photolysisOr, idea of transporting sugar to make more room for carbohydrate synthesis
Ridwan
Highlight
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7

*P39886A0720* Turn over

(b) The photosynthetic cells contain many chloroplasts.

(i) Complete the table below by naming the part of the chloroplast where each of the reactions, R, S and T, takes place. (3)

Reaction Details Part of the chloroplast

R ADP + inorganic phosphate → ATP

S RuBP + CO2 → 2 × GP

T 2 × GP → 2 × GALP

(ii) Place a cross in the box next to the name of reaction R. (1)

A carbon fixation

B hydrolysis

C phosphorylation

D photolysis

(iii) Place a cross in the box next to the name of the enzyme involved in reaction S.(1)

A endonuclease

B phosphorylase

C RUBISCO

D transcriptase

(iv) Suggest how GALP, formed by reaction T, can be used to synthesise the cellulose in plant cell walls. (4)

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(Total for Question 2 = 13 marks)

exem

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exem

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DRAFT

DRAFT

Ridwan Abrar
thylakoidstromastroma
Ridwan Abrar
c
Ridwan Abrar
c
Ridwan Abrar
Two molecules of GALP join together to form Beta glucose.This beta glucose is then joined together in a condensation reaction to form a long unbranched molecule of cellulose.This beta glucose is then joined by 1,4-glycosidic bond*Cellulose is a polysaccharide/polymer of glucose.
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*P39886A0820*

3 The carbon cycle describes the movement of carbon within an ecosystem.

In this cycle, carbon neutral processes do not change the concentration of carbon dioxide in the atmosphere.

The table below shows the main sources and combustion products of some fuels.

Fuel Main sources Main combustion products

Biodiesel Oils from crops such as soya beans, rape seeds, palm seeds Carbon dioxide and water vapour

Ethanol Fermented sugars from crops such as sugar cane, sugar beet Carbon dioxide and water vapour

HydrogenCatalysis of methane from fossil deposits or biogas generation using waste biomass

Water vapour

MethaneExtracted from fossil deposits or biogas generation using waste biomass

Carbon dioxide and water vapour

Propane Refining of crude oil from fossil deposits Carbon dioxide and water vapour

(a) Place a cross in the box next to the names of the four fuels, shown in the table, that could be considered to be biofuels.

(1)

A biodiesel, ethanol, hydrogen, methane

B biodiesel, ethanol, hydrogen, propane

C biodiesel, ethanol, methane, propane

D biodiesel, hydrogen, methane, propane

exem

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exem

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DRAFT

DRAFT

Ridwan Abrar
a
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*P39886A0920* Turn over

*(b) Large areas of land may need to be cleared in order to produce biofuels. This might involve deforestation.

Discuss why the production of biofuels may not be carbon neutral.(5)

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(c) Explain how the combustion products, from the burning of fuels, may lead to global warming.

(4)

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(Total for Question 3 = 10 marks)

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DRAFT

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Ridwan Abrar
The combustion products are CO2 and H20 which are greenhouse gases.Short wavelength IR radiation from the Sun passes down through the Earth's atmosphere and is reflected back from the ground as long wave radiation.Greenhouse gases trap the long wavelength radiation preventing it from escaping the Earth's surface.Increased levels of these gases increase the greenhouse effect.As a result the mean temperature of Earth increases.
Ridwan Abrar
1. Biofuel production may overall result in more carbon dioxide in the atmosphere2. Forests are carbon sinks3. Clearing land results in net increase in carbon dioxide in the atmosphere4. Less plants mean less carbon dioxide used by photosynthesis5. Burning trees priduces carbon dioxide6. Increased decomposition produces carbon dioxide7. Use of fossil fuels by lorries/machinery produce carbon dioxide8. Burning of Biofuels produces carbon dioxide.
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*P39886A01020*

4 Farmers find it helpful to know the productivity of their land.

The diagram below shows the relationship between GPP (gross primary productivity), NPP (net primary productivity) and R (plant respiration) for an area of grassland.

(a) The efficiency of the transfer of energy from GPP to NPP for this grassland is 45%.

(i) Calculate the values for NPP and R. Write your answers in the diagram above.(2)

GPP

10 400 kJ m–2 year–1

NPP

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R

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(ii) Using the information given, explain the relationship between GPP and NPP.(3)

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(b) Suggest why NPP values would be of use to a farmer who wanted to use this land for cattle.

(3)

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(c) The units (kJ m–2 year–1) used in the diagram show a rate of energy production. Suggest why this is more useful than measurements of biomass in the grassland on a particular day.

(2)

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(Total for Question 4 = 10 marks)

exem

plar

exem

plar

DRAFT

DRAFT

Ridwan Abrar
1. NPP=GPP-R2. 55%GPP energy is lost3. energy lost as heat4. to provide energy for active transport and movement5. NPP is stored energy/ energy available for next trophic level
Ridwan Abrar
1. Cattle are primary consumers2. Therefore gain energy available as NPP3. Grazing capacity of grassland4. affect on yield of meat/milk5. changing to a more efficient/NPP yielding crop
Ridwan Abrar
1. variation over short periods of time e.g. more NPP in a sunny day2. whole year gives an average/overall value3. biomass includes all/undigestible/inedible organic material4. rate of productivity may influence how much grazing is possible
Ridwan
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Ridwan
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Ridwan
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12

*P39886A01220*

5 The diagram below shows the base sequence on a short section of DNA consisting of 12 mononucleotides. This base sequence contains the genetic code for a short section in the primary structure of a polypeptide.

A A T A A C C A G T T T

(a) Name each of the bases represented by the letters, A, C, G and T in the diagram.(1)

A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(b) Using the sequence shown in the diagram, explain the meaning of each of the following terms.

(i) Triplet code(2)

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(ii) Non-overlapping(2)

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Section of DNA

Amino acids

leucine leucine valine lysine

exem

plar

exem

plar

DRAFT

DRAFT

Ridwan Abrar
adeninecytosineguaninethymine
Ridwan Abrar
Three bases are responsible for making an amino acid and the sequence of bases determines the amino acid.In the diagram AAT/AAC makes the amino acid leucine/12 nucleotides code for 4 amino acids.
Ridwan Abrar
If some bases have been used for making an amino acid, they can not be used again for making an amino acid.In the diagram AAT has been used to make leucine they can't be used for making another amino acidAAT+AAC+CAG+TTT gives 4 distinct triplets/codes
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*P39886A01320* Turn over

(iii) Degenerate(2)

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(c) Place a cross in the box next to the names of the two components, other than the bases, that form part of each mononucleotide in this sequence.

(1) A deoxyribose and nitrate

B deoxyribose and phosphate

C ribose and nitrate

D ribose and phosphate

*(d) Transcription of this section of DNA forms a complementary strand of mRNA.

Describe how translation of this mRNA synthesises part of a polypeptide molecule. (5)

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(Total for Question 5 = 13 marks)

exem

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DRAFT

DRAFT

Ridwan Abrar
b
Ridwan Abrar
*** Specific examples of bases will gain marks.* The mRNA comes out of the nucleus and enter into the cytoplasm and attach to ribosome.* The mRNA bind to small subunit of the ribosome and six basesare exposed to large subunit* The tRNA molecule with the complementary anticodon forms hydrogen bonds with the codon* The tRNA molecule has an amino acid attached to it* A second tRNA molecule binds with the next 3 exposed bases* This one has a different amino acid attached to it* The 2 amino acids are held together by a strong peptide bond formed between them* This reaction is catalysed by the enzyme peptidyl transferase which is found in the smaller subunit of ribosome* The ribosome then move along the mRNA reading the next 3 exposed bases on mRNA * A third tRNA molecule bring the third amino acid which join to the second one* The first tRNA leave. This process continue until it reach to the stop codon where the polypeptide chain comes out of the nucleus and the process cease
Ridwan Abrar
1. more than 1 code can be used to make a particular amino acid2. AAT and AAC code for leucine
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6 Human diseases can be caused by many different types of organism, such as bacteria and viruses.

(a) Give two differences between the genetic material of bacteria and viruses.(2)

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(b) Tuberculosis (TB) is caused when droplets, containing the bacterium Mycobacterium tuberculosis, are inhaled into the lungs.

In the lungs, large numbers of the bacterium are formed rapidly. These can be ingested by macrophages. Eventually, tubercles (tissue masses), containing dormant bacteria inside macrophages, may form.

(i) Describe how macrophages ingest the bacteria.(2)

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(ii) Suggest why treatment with antibiotics may not be effective against the dormant bacteria in the tubercles.

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plar

exem

plar

DRAFT

DRAFT

Ridwan Abrar
1. Bacteria has DNA always Virus can have DNA OR RNA.2. Bacterial DNA is circular; viral genetic material is linear3. Bacteria have circular loop of DNA called plasmid virus don't have plasmid4. Bacterial DNA is double strandedViral can be single or double stranded.
Ridwan Abrar
Macrophages produce a cytoplasmic extension which surround the bacteria and engulf the bacteria by the process of phagocytosis.The bacterium is trapped in a vacuole.
Ridwan Abrar
Antibiotics unable to reach the bacteria.Bacteria produce a thick and waxy outer cell wall which protect them from antibioticBacterium inside macrophagesBacteriostatic antibiotics affect only dividing bacteriaBacteria become resistant to antibiotics.
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*P39886A01520* Turn over

(iii) TB can be prevented by vaccination. Explain how a person can develop artificial active immunity following vaccination.

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(c) In a person with TB, the dormant bacteria in tubercles may be activated after several years. The bacteria multiply rapidly, resulting in severe lung damage.

The bacteria are released from the tubercles. These bacteria can inhibit the activity of T cells and infect other organs.

Explain why the activity of these bacteria and the inhibition of T cells means that a person may quickly develop severe symptoms leading to death.

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(Total for Question 6 = 13 marks)

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DRAFT

DRAFT

Ridwan Abrar
Vaccination provide the person with attenuated bacteria.Stimulation of primary immune responseMacrophages engulf the bacteria and become APC. T helper cells bind with APC and become activated.B cells also become APC and T helper cells bind with APC, release cytokines and cause B cells to divide into B effector and B memory cells. B effector cells differentiate into plasma cells and start secreting antibodiesT helper cells also bind with T killer cells. Release of cytokines from T helper cells activate T killer cells which divide to form T killer cells and T killer memory cells. T killer cells release chemicals onto infected cells and destroy them.
Ridwan Abrar
1. Bacteria release toxin which damage lung tissue2. Bacteria may get into the blood.3. May prevent organs from functioning leading to death.* Reduced/weakened immune response due to a loss of T cells.1. T helper cells release cytokines which activate B cells and T killer cells2. Without B cells antibodies are not produced to kill the bacteria3. Without T killer cells infected cells and bacteria are not destroyed.4. This leads to an out burst of bacteria undermining the ability of the immune system to deal with other pathogens5. Death is often due to opportunistic infections .
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*P39886A01620*

7 The common cold is a disease caused by a variety of viruses.

The flow diagram below describes how common cold viruses attack the cells on the inside of the nose.

(a) Common cold viruses infect only the cells inside the nose.

(i) Suggest why common cold viruses cannot infect cells if they land on unbroken skin.

(2)

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Virus attaches to protein receptor on host cell membrane

RNA of virus released in cell as protein capsid is lost

RNA read at ribosome forming three enzymes (S, T and U)

New viruses formed using enzymes S and T

Viruses released as host cell membrane breaks down as a result of the action of

enzyme U

Stage A

Stage B

Stage C

Stage D

Stage E

exem

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DRAFT

DRAFT

Ridwan Abrar
Skin contains a tough layer of keratinized epithelium which acts as an effective barrier.Unbroken skin does not contain any receptor for attachment of virus.
Ridwan
Highlight
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*P39886A01720* Turn over

(ii) Suggest why common cold viruses cannot infect cells if they enter the blood through a cut in the skin.

(2)

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(b) Compare the action of the RNA in the common cold virus with that found in HIV.(2)

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(c) At Stage C, three enzymes are formed.

(i) Suggest why two of these enzymes, S and T, are needed at Stage D.(2)

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Ridwan Abrar
1. Viruses only attach to specific receptors2. Receptors not present on blood cells3. Destruction of viruses by phagocytes.
Ridwan Abrar
In HIV RNA is converted to DNA but in common cold virus RNA is not converted.Reverse transcriptase required in HIV, no reverse transcriptase in common cold virusdelay in virus formation in HIV infection, immediate formation of virus particles in common cold virus
Ridwan Abrar
1. To synthesise common cold RNA2. To synthesise common cold protein capsid3. for amino acids to bind to tRNA
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(ii) Suggest how enzyme U might catalyse the breakdown of the host cell membrane at Stage E.

(3)

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(Total for Question 7 = 11 marks)

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Ridwan Abrar
1. Enzyme affects molecules in membrane2. Enzymes break bonds 3. By hydrolysis4. Molecules in membrane bind to enzyme5. Enzyme U might be protease/lipase.
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*P39886A01920* Turn over

8 The group of birds, known as warblers, contains many species which are very similar in external appearance.

Two of these species, the chiffchaff, Phylloscopus collybita, and the willow warbler, Phylloscopus trochilus, are so similar that many experts can identify them only by listening to their individually-characteristic songs.

These songs are used during breeding to mark territory and attract mates.

The photographs below show these two warblers.

Chiffchaff Willow warbler

Magnification × 0.75

(a) Although chiffchaffs and willow warblers are often found at the same time in the same woodlands, they do not interbreed.

(i) Suggest why successful interbreeding between chiffchaffs and willow warblers would make some scientists doubt their classification as separate species.

(3)

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DRAFT

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Ridwan Abrar
1. successful interbreeding produces offspring2. same species produce fertile offspring3. offspring of different species might be infertile due to genetic incompatibility, different number of chromosomes
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(ii) Suggest reasons why the two species do not interbreed.(3)

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(b) Records show that very little change in the appearance of chiffchaffs and willow warblers has occurred during the last two hundred years.

Suggest why the rate of change in the appearance of these two species is relatively slow.

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(Total for Question 8 = 9 marks)

TOTAL FOR PAPER = 90 MARKSexem

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DRAFT

DRAFT

Ridwan Abrar
1. Reproductive isolation 2. Different breeding times3. do not recognise courtship songs4. physically incompatible e.g. genitalia
Ridwan Abrar
1. 2 species share the same habitat2. 2 species experience the same environmental conditions3. therefore the same selaction pressures4. they are both well adapted to their environment5. no mutations have happened to improve their phenotypes6. no changes in allele frequency7. there has been very little change in environment over the years.