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20 pages
M14/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ2/XX
Friday 9 May 2014 (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.• A calculator is required for this paper. • The maximum mark for this examination paper is [72 marks].
2 hours 15 minutes
Candidate session number
© International Baccalaureate Organization 2014
Examination code
2 2 1 4 – 6 0 1 4
20EP01
22146014
– 2 – M14/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ2/XX
20EP02
SECTION A
Answer all questions. Write your answers in the boxes provided.
1. Pinnipeds are marine mammals with fins or flippers and include fur seals and sea lions. Somepinnipedsforageforpreynearthesurface(epipelagic)whileothersforageonthebottomofthesea(benthic).Thegraphshowstheforagingbehaviourandtherelativetimespentdivingwhileatseaforfivepinnipedspecies.
Relativetimespentdivingwhile at sea
/ %
70
60
50
40
30
20
10
0Antarctic Australian Australian California NewZealand furseal furseal sealion sealion sealion
Key: epipelagicfursealbenthicfurseal
epipelagicsealionbenthicsealion
[Source:AdaptedfromD.Costaet al. (2004)International Congress Series,1275,pp.359–366.‘Whendoesphysiologylimittheforagingbehaviouroffreelydivingmammals?,withpermissionfromElsevier.]
(a) StatetherelativetimetheAustralianfursealspentdivingwhileatsea. [1]
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . %
(This question continues on the following page)
– 3 –
Turn over
M14/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ2/XX
20EP03
(Question 1 continued)
(b) Usingthedatainthebarchart,deducewhichfactorhasthemostsignificanteffectontherelativetimespentdivingwhileatsea. [2]
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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– 4 – M14/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ2/XX
20EP04
(Question 1 continued)
Different species are able to store different amounts of oxygen in their muscle tissues inpreparationfordiving. Thegraphshowstherelationshipbetweentypicaldivedurationandoxygenstorageintissuesinthesamefivespecies.
Oxygenstores/cm3kg–1
55
50
45
40
35 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5
Diveduration/min
Key: Antarcticfurseal(epipelagic)Californiasealion(epipelagic)
Australianfurseal(benthic)NewZealandsealion(benthic) Australiansealion(benthic)
[Source:ReprintedfromD.Costaetal.(2004)International Congress Series,1275,pp.359–366.‘Whendoesphysiologylimittheforagingbehaviouroffreelydivingmammals?.Copyright2004,withpermissionfromElsevier.]
(c) StatetheoxygenstoresforaNewZealandsealionforadiveof3.4minutes. [1]
. . . . . . . . . . . . . . . . . . cm3kg–1
(This question continues on the following page)
– 5 –
Turn over
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20EP05
(Question 1 continued)
(d) Usingthedatainthegraph,analysethecorrelationbetweendivedurationandoxygenstoresinthedifferentspecies. [2]
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– 6 – M14/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ2/XX
20EP06
(Question 1 continued)
In another study on theAntarctic fur seal(epipelagic), scientistsmeasured the temperaturedifferencebetweentheskinofdivingsealsandthewateratalldepthsofthedives.Thedatashownisforonefursealduringoneperiodofdives.
depth
Depth/m
020406080
100120 Temperaturedifference
1614121086420
Temperaturedifference
betweenskinandw
ater/C °
90 95 100 105 110 115 120Time/mins
[Source:AdaptedfromI.Boyd(2000)‘Skintemperaturesduringfree-rangingswimminganddivinginAntarcticfurseals’,The Journal of Experimental Biology,203,pp.1907–1914.ReproducedwithpermissionofCompanyofBiologistsLtdviaCopyrightClearanceCenter.]
(e) Describe thevariations in the
(i) characteristicsofeachsuccessivediveduringtheperiodinvestigated. [2]
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
(ii) difference between the temperature of the skin and thewater during the periodinvestigated. [2]
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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– 7 –
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20EP07
(Question 1 continued)
(f) Explaintwomechanismsoradaptationsusedinmammalstomaintainaconstantbodytemperatureincoldenvironmentsthatcouldbeusedbypinnipeds. [2]
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
(g) Suggest reasonsfortheobservedchangesoccurring in temperaturedifferencebetweenskinandwaterduringthedives in the sea. [3]
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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– 8 – M14/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ2/XX
20EP08
(Question 1 continued)
(h) Usingthedata,discussreasonsforpinnipedsdivingforlessthan3.5minutes. [3]
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–9–
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20EP09
2. Thefollowingshowsanelectronmicrographofalivercell.
2 µm
[Source:adaptedfromJ.L.Barattaetal.(2009)‘Cellularorganizationofnormalmouseliver:ahistological,quantitativeimmunocytochemical,andfinestructuralanalysis’,Histochemistry and Cell Biology,131(6),pages713–726.]
(a) Calculatethe
(i) magnificationofthelivercell. [1]
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
(ii) actualdiameterofthenucleusasmarkedontheelectronmicrograph. [1]
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . μm
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– 10 – M14/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ2/XX
20EP10
(Question 2 continued)
(b) Theelectronmicrographisahighermagnificationofalivercell.
X
0.5μm
[Source:www.histology.leeds.ac.uk/cell/assets/rough_ER2.gif.UsedwiththepermissionoftheFacultyofBiologicalSciences,UniversityofLeeds.]
(i) StatethenameoftheorganellelabelledX. [1]
..................................................................
(ii) Stateitsmainfunction. [1]
.................................................................. ..................................................................
(This question continues on the following page)
– 11 –
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20EP11
(Question 2 continued)
(c) Outlinethesignificanceoftherelationshipbetweenthesurfaceareaandvolumeofacell. [2]
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
– 12 – M14/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ2/XX
20EP12
3. Thefollowingshowsadichotomouskey.
BirdW BirdX BirdY BirdZ
Dichotomouskeytorepresentbirds
1. a. Thebeakisrelativelylongandslender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Certhidea b. Thebeakisrelativelystoutandheavy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . goto2
2. a. Thebottomsurfaceofthelowerbeakisflatandstraight. . . . . . . . . Geospiza b. Thebottomsurfaceofthelowerbeakiscurved . . . . . . . . . . . . . . . . . . goto3
3. a. Theloweredgeoftheupperbeakhasadistinctbend. . . . . . . Camarthynchus b. Theloweredgeoftheupperbeakismostlyflat . . . . . . . . . . . . . . . Platyspiza
[Source:http://uoitbio2013.wordpress.com/taxonomy/dichotomous-keys/]
(a) Usingthedichotomouskeyabove,identifythegenusofbirdWandbirdZ. [1]
BirdW: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
BirdZ: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
(b) Identify,withareason,whichbirdcouldbesteatinsectsthatliveinsmallcracksintrees. [1]
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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– 13 –
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20EP13
(Question 3 continued)
(c) The environment where these four birds live has changed and there are now fewertrees producing nuts and fruit but more insects available for food. Describe how naturalselectioninthissituationcouldleadtoevolution. [3]
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
– 14 – M14/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ2/XX
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4. Inlate-onsetTay-Sachsdisease,neurologicaldisordersslowlyappearinadults.Thepedigreechart showsfourgenerationsofafamilyaffectedbythedisease.
I
II
III
A
B
Key: unaffectedmale unaffectedfemale malewithTay-Sachsdisease femalewithTay-Sachsdisease
(a) Determinethetypeofinheritanceshowninthepedigreechart. [1]
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
(b) Atthegenelocusforthedisease,theallelesareNandn.Deducethegenotypeoftheperson identifiedas
(i) A. [1]
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
(ii) B. [1]
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
– 15 –
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20EP15
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) Outlinethefourlevelsofproteinstructure. [4]
(b) Describe the lock and keymodel of enzyme activity and how the induced fitmodelextendsit. [6]
(c) Musclecontractionisachemicalprocessinvolvingproteins.Explainhowskeletalmusclecontracts. [8]
6. (a) Draw a labelled diagram of the molecular structure of DNA, comprising of four nucleotides. [5]
(b) Outlinetheeffectsofabasesubstitutionmutationinthecaseofsickle-cellanemia. [5]
(c) Givingonespecificexample,discuss genetic modification in organisms including thepotential benefits and possible harmful effects. [8]
7. (a) Statethesource,substrate,productsandoptimumpHconditionsforone namedamylase. [4]
(b) Outlinetheenergyflowbetweentrophiclevelsinafoodchain. [6]
(c) Explainthecontrolofbloodglucoseconcentrationsinhumans. [8]
8. (a) Distinguishbetweenaerobicandanaerobicrespiration. [5]
(b) Outlinethemetabolicprocessesduringgerminationofastarchyseed. [5]
(c) ExplaintheprocessesinvolvedintheKrebscycle. [8]
– 16 – M14/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ2/XX
20EP16
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– 20 – M14/4/BIOLO/HP2/ENG/TZ2/XX
20EP20
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