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Examination code 2 2 1 1 6 0 0 8 20 pages M11/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ1/XX Wednesday 18 May 2011 (afternoon) BIOLOGY HIGHER LEVEL PAPER 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 0120 22116008

jcib ap biology | Tight Junctions & Big Ideas - 2211600 8 · 2013. 4. 28. · – 2 – M11/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ1/XX Please do not write on this page. Answers written on this page will

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    2 2 1 1 – 6 0 0 8

    20 pages

    M11/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ1/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

    0120

    22116008

  • –2– M11/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ1/XX

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    0220

  • –3–

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    M11/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ1/XX

    SecTion a

    Answer all questions. Write your answers in the boxes provided.

    1. Theairinurbanareascontainsavarietyofpollutants,includingparticlesofsolidsandgases.The table below shows the pHof rain in urban areas ofNewYork and rural areas nearby.Theconcentrationoffourairpollutantsisalsoshown.Theconcentrationsofgasesaremeasuredinpartsperbillion(ppb).

    area Lead /μg m–3 Nitrogen dioxide /

    ppbNitrous oxide /

    ppbSulfur dioxide / 

    ppb pH of rain

    Urban 0.09 37.7 39.3 18.7 4.3

    Rural 0.04 6.2 0.5 2.3 4.2

    [Source:JWGreg,et al.,(2003), Nature,424,pages183–186]

    (a) (i) Comparetheacidityofraininurbanandruralareas. [1]

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    (ii) Comparethelevelsofatmosphericpollutioninurbanandruralareas. [2]

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    (This question continues on the following page)

    0320

  • –4– M11/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ1/XX

    (Question 1 continued)

    Treeplantinghasbeensuggestedasawayofimprovingairqualityinurbanareas.ThegrowthofPopulus deltoides inurbanand ruralareasnearNewYorkwas investigated. Treesweregrowninpotscontainingthesametypeofsoilinallareas.Highlevelsofmineralnutrientsinthesoilensuredthatlackofnutrientswasnotthelimitingfactorongrowthrates.Thegrowthofthetreesaboveground(shootbiomass)andbelowground(rootbiomass)wasmeasuredafteroneyear.Thebarchartbelowshowstheresultsfortworuralareas(openbars)andfoururbanareas(filledbars).

    Rootbiomass/g

    Shootbiomass/g

    80

    60

    40

    20

    0

    20

    40

    LI HV NY1 NY2 NY3 NY4 Sites

    [Source:JWGreg,et al.,(2003), Nature,424,pages183–186]

    (b) OutlinetheconclusionsthatcanbedrawnaboutthegrowthofPopulus deltoidesfromthedata in thebarchart. [2]

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    (This question continues on the following page)

    0420

  • –5–

    Turn over

    M11/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ1/XX

    (Question 1 continued)

    (c) DiscusswhetherthedifferencesingrowthratesofPopulus deltoides betweenurbanandruralareascouldbedueto

    (i) differencesintheacidityofrain. [1]

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

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    (ii) differencesintheconcentrationofairpollutants. [2]

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

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    (This question continues on the following page)

    0520

  • –6– M11/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ1/XX

    (Question 1 continued)

    ThehistogramsbelowshowtherangeofozoneexposurebetweenMayandSeptemberinurbanandruralareasnearNewYork.

    Num

    berofsites

    10

    5

    0

    5

    030 35 40 45 50 55 Seasonalozoneexposure/ppb

    Key:

    urbanareas

    agriculturalareas

    forestedareas

    [Source:JWGreg,et al.,(2003), Nature,424,pages183–186]

    (This question continues on the following page)

    Urban

    Rural

    0620

  • –7–

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    M11/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ1/XX

    (Question 1 continued)

    (d) Comparetheseasonalozoneexposuresinurban,agriculturalandforestedareas. [2]

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

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    (This question continues on the following page)

    0720

  • –8– M11/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ1/XX

    (Question 1 continued)

    The concentrations of ozone and the shoot growth ofPopulus deltoides weremeasured ateightsites.Theresultsareshowninthescattergraphbelow.

    Shootbiomass/g

    100

    80

    60

    40

    20

    0 15 25 35 45 55

    Ozoneexposure/ppb

    [Source:JWGreg,et al.,(2003), Nature,424,pages183–186]

    (e) Using the data in the scattergraph and in previous parts of this question, suggest ahypothesis for differences in the growth of Populus deltoides between urban andruralareas.Givereasonsforyourhypothesis. [3]

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

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    0820

  • –9–

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    M11/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ1/XX

    2. Themicrographbelowshowsanadulthumanstemcell.

    [Source:www.sciencephoto.com/images/download_lo_res.html?id=714420159]

    (a) Thecellcyclecanbedividedintotwoparts:interphaseandmitosis.

    (i) Identify,witha reason,whether the stemcell in themicrograph is in interphaseormitosis. [1]

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

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    (ii) Deduce twoprocessesthatoccurinhumancellsduringthispartofthecellcycle,butnotduringtheotherpart. [2]

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

    2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    (This question continues on the following page)

    0920

  • –10– M11/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ1/XX

    (Question 2 continued)

    (b) Statetwocharacteristicsofstemcells thatcanbeusedtodistinguishthemfromotherbodycells. [2]

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

    2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    (c) Outline onetherapeuticuseofstemcells. [3]

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

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    1020

  • –11–

    Turn over

    M11/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ1/XX

    3. ThediagrambelowshowsoneDNAnucleotideandpartofasecondnucleotide.

    II

    I

    (a) StatethenamesofstructuresIandII. [1]

    I. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    (b) Onthediagramabove,drawthestructuresthataremissingfromthesecondnucleotide. [1]

    (c) ThetwonucleotideswouldbepermanentlyseparatedduringDNAreplication.Stateoneprocessduringwhichtheywouldbetemporarilyseparated. [1]

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

    (d) Outline the method that can be used to amplify small quantities of DNA to obtainlarge enough quantities for DNA profiling. [2]

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    1120

  • –12– M11/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ1/XX

    4. TriarthuswasatrilobitethatlivedonEarthabout500millionyearsago.Thediagramsbelowshowitsstructure,viewedfromaboveandbelow.ThestructurewasdiscoveredbystudyingfossilsofTriarthus.

    [Source:RFortrey,(2000), Trilobite!,page62]

    (a) Therearemanyanimals livingonEarth today thatbelong to the samephylumas thetrilobites, but there are no living trilobites. Deduce, with a reason, the phylum towhichTriarthusbelonged. [2]

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    (b) Outlinetheevidenceforevolutionprovidedbyfossils. [2]

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

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    (This question continues on the following page)

    1220

  • –13–

    Turn over

    M11/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ1/XX

    (Question 4 continued)

    (c) Some trilobites swam in clear, shallowwater and had very large eyes. Suggest howspecieswithlargeeyescouldevolvefromspecieswithsmallereyes. [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) Membraneproteinsvaryintheirpositionswithinthemembraneandintheirfunctions.Outlinethepositionsandfunctionsofproteinsinmembranes. [8]

    (b) Explainhowpolarandnon-polaraminoacidshelpchannelproteinsandenzymescarryouttheirfunctions. [5]

    (c) Comparecompetitiveandnon-competitiveinhibitionofenzymes. [5]

    6. (a) During a period of physical exercise, the rate of urine production falls, but theventilationrateandthebodytemperaturerise.Explainthemechanismsthatareusedtocoolthebodywhenitisoverheated. [5]

    (b) Explainhowthecollectingductscanalterthevolumeofurineproducedbythekidney. [5]

    (c) Describethestructureoftheventilationsystem,includingthealveoli. [8]

    7. (a) Gametes are produced in humans by spermatogenesis and oogenesis. Comparespermatogenesisandoogenesis. [5]

    (b) Explain the processes that result in genetic variation in the sperm produced by anadultmale. [5]

    (c) Outlinetheprocessofin vitrofertilization(IVF). [8]

    8. (a) Allorganisms inanecosystemare involved in thecarboncycle. Outline the rolesoflivingorganismsinthecarboncycle. [8]

    (b) Explainhowtriosephosphateisproducedandusedinthechloroplastsofaplant. [5]

    (c) Explaintheconditionsthatareneededtoallowaseedtogerminate. [5]

    1420

  • –15–

    Turn over

    M11/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ1/XX

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    2020