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20
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

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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)

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

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–2– M11/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ1/XX

Pleasedo notwriteonthispage.

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0220

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–3–

Turn over

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 /ppb

Nitrous oxide /ppb

Sulfur 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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–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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0420

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–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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–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

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–7–

Turn over

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

(Question 1 continued)

(d) Comparetheseasonalozoneexposuresinurban,agriculturalandforestedareas. [2]

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–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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–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. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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–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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–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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–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)

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–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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–14– M11/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ1/XX

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

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–15–

Turn over

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

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