a level biology b
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A Level Biology B
Sample Assessment MaterialsPearson Edexcel Level 3 Advanced GCE in Biology B (9BI0)First teaching from September 2015First certification from 2017 Issue 1
PearsonEdexcel Level 3Advanced GCEin Biology B (9BI0) Sample Assessment Materials
First certification 2017
Edexcel, BTEC and LCCI qualifications Edexcel, BTEC and LCCI qualifications are awarded by Pearson, the UK’s largest awarding body offering academic and vocational qualifications that are globally recognised and benchmarked. For further information, please visit our qualification websites at www.edexcel.com, www.btec.co.uk or www.lcci.org.uk. Alternatively, you can get in touch with us using the details on our contact us page at www.edexcel.com/contactus
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References to third party material made in these sample assessment materials are made in good faith. Pearson does not endorse, approve or accept responsibility for the content of materials, which may be subject to change, or any opinions expressed therein. (Material may include textbooks, journals, magazines and other publications and websites.)
All information in this document is correct at the time of publication.
Original origami artwork: Mark Bolitho Origami photography: Pearson Education Ltd/Naki Kouyioumtzis
ISBN 978 1 446 91454 0 All the material in this publication is copyright © Pearson Education Limited 2014
Contents
1 Introduction 1
2 General marking guidance 3
3 Paper 1: Advanced Biochemistry, Microbiology and Genetics 5
4 Paper 1 Mark Scheme 33
5 Paper 2: Advanced Physiology, Evolution and Ecology 49
6 Paper 2 Mark Scheme 81
7 Paper 3: General and Practical Principles in Biology 99
8 Paper 3 Mark Scheme 135
Pearson Edexcel Level 3 Advanced GCE in Biology B Sample Assessment Materials – Issue 1 – December 2014 © Pearson Education Limited 2014
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Introduction
The Pearson Edexcel Level 3 Advanced GCE in Biology B is designed for use in schools and colleges. It is part of a suite of GCE qualifications offered by Pearson.
These sample assessment materials have been developed to support this qualification and will be used as the benchmark to develop the assessment students will take.
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General marking guidance
● All candidates must receive the same treatment. Examiners must mark the last candidate in exactly the same way as they mark the first.
● Mark schemes should be applied positively. Candidates must be rewarded for what they have shown they can do rather than be penalised for omissions.
● Examiners should mark according to the mark scheme – not according to their perception of where the grade boundaries may lie.
● All the marks on the mark scheme are designed to be awarded. Examiners should always award full marks if deserved, i.e. if the answer matches the mark scheme. Examiners should also be prepared to award zero marks if the candidate’s response is not worthy of credit according to the mark scheme.
● Where some judgement is required, mark schemes will provide the principles by which marks will be awarded and exemplification/indicative content will not be exhaustive.
● When examiners are in doubt regarding the application of the mark scheme to a candidate’s response, a senior examiner must be consulted before a mark is given.
● Crossed-out work should be marked unless the candidate has replaced it with an alternative response.
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Centre Number Candidate Number
Write your name hereSurname Other names
Total Marks
Paper Reference
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S47568A©2015 Pearson Education Ltd.
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*S47568A0128*
Biology BAdvancedPaper 1: Advanced Biochemistry, Microbiology and GeneticsSample Assessment Material for first teaching September 2015Time: 1 hour 45 minutes 9BI0/01You may need a ruler, pencil and a calculator.
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.• Show your working in any calculation questions and include units in your
answer where appropriate.• Answer the questions in the spaces provided
– there may be more space than you need.• You may use a scientific calculator.• In questions marked with an asterisk (*), marks will be awarded for your ability
to structure your answer logically showing how the points that you make are related or follow on from each other where appropriate.
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.
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 Edexcel Level 3 GCE
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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 mark your new answer with a cross .
1 The photograph below shows an electron micrograph (EM) image of a chloroplast.
K
© Chloroplast, TEM Dr Jeremy Burgess/Science Photo Library
(a) Which of the following is correct for the part labelled K?(1)
Name Reaction that takes place
A granum light-dependent
B granum light-independent
C stroma light-dependent
D stroma light-independent
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(b) Describe the role of membranes inside the chloroplast.(3)
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(Total for Question 1 = 4 marks)
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2 Retinitis pigmentosa is a genetic eye disease that affects rod cells. The disease results in night blindness and sight defects.
Induced pluripotent stem cells (iPS cells) are being used by scientists studying this disease.
(a) Which of the following is correct for a pluripotent cell?(1)
Is obtained from Can differentiate into
A early embryo any cell type
B early embryo limited cell types
C late embryo any cell type
D late embryo limited cell types
(b) Describe how iPS cells can be produced.(3)
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(c) Describe how iPS cells could be used to cure retinitis pigmentosa.(2)
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(Total for Question 2 = 6 marks)
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3 The classification of viruses is based on their structure and the type of nucleic acid that they contain.
(a) Which of the following is a reason why the influenza virus is classified as a retrovirus?(1)
A it has a capsid
B it has an envelope
C it contains RNA
D it contains DNA
(b) Which of the following methods would be best for preventing the transmission of influenza through a population?
(1) A take paracetamol
B wear a face mask
C use insect repellent
D take antibiotics
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(c) Explain how the influenza virus has a pathogenic effect.(4)
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(Total for Question 3 = 6 marks)
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*s47568A0828*
4 The photograph below shows cells dividing by mitosis.
E
J
IH
F
G
© Steve Gschmeissner / Science Photo Library
(a) The actual length of cell J is 23.5 µm.
(i) Calculate the magnification of this photograph.(3)
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*s47568A0928* Turn over
(ii) Describe what has happened in cell J.(4)
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(b) (i) Which sequence of letters represent the cells in order of their appearance in the phases of mitosis?
(1) A E, F, G, H, I, J
B G, F, H, I, J, E
C H, I, J, G, F, E
D J, I, H, G, F, E
(ii) Give a reason why there are differences in the appearance of cells E and G. (1)
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(Total for Question 4 = 9 marks)
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*s47568A01128* Turn over
5 The diagram below shows a stage of the process of respiration in the cytoplasm of muscle cells.
monosaccharide
intermediate molecules
pyruvate
Step 1
Step 2
(a) What is the name of this stage?(1)
A Calvin cycle
B glycogenolysis
C glycolysis
D Krebs cycle
(b) Which other products are formed during this stage?(1)
A ADP and carbon dioxide
B ADP and oxidised coenzyme
C ATP and carbon dioxide
D ATP and reduced coenzyme
(c) What occurs in the first reaction of step 1?(1)
A condensation
B hydrolysis
C phosphorylation
D photophosphorylation
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(d) Describe what happens to the pyruvate when the muscle is supplied with oxygen.(4)
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(Total for Question 5 = 7 marks)
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6 (a) Describe the action of bactericidal and bacteriostatic antibiotics.(2)
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(b) The resistance of one type of bacteria to a range of different antibiotics was investigated.
A lawn of bacteria was prepared by spreading a suspension of the bacteria over the surface of agar. Paper discs that had been soaked previously in different antibiotics were placed on top of the bacteria. The antibiotics were all the same concentration. The culture was incubated for 48 hours.
The diagram below shows the appearance of the culture after incubation.
Key:
C = chloramphenicol
E = erythromycin
G = gentamycin
P = penicillin
disc soaked in antibiotic
zone of inhibition
lawn of bacteria
P
C
G
E
Explain why these results indicate that the bacteria must be Gram positive. (3)
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(c) Plasmids with genes for resistance to antibiotics are widely used in gene technology. These plasmids are used to create recombinant bacteria.
Explain how culturing could be used to obtain recombinant bacteria.(5)
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(Total for Question 6 = 10 marks)
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7 The order of bases in a section of DNA codes for a sequence of amino acids in a protein.
(a) Draw a diagram to show the structure of an amino acid.(2)
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*s47568A01728* Turn over
(b) The diagram below shows the order of bases in a section of DNA that codes for part of a polypeptide chain.
A A T C G C C G G A T A T G G C A A
leucine alanine alanine tyrosine threonine valine
(i) Give the sequence of bases in the mRNA that codes for the amino acid leucine. (1)
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(ii) Explain how this length of DNA will code for this sequence of amino acids.(3)
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*s47568A01828*
*(iii) Discuss the possible consequences for this sequence of amino acids if a point mutation occurred in this section of DNA.
(6)
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(Total for Question 7 = 12 marks)
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2319
*s47568A01928* Turn over
8 A broth culture for growing bacteria was set up.
Dilution plating was used to determine the number of live bacteria in the culture over a period of 24 hours.
The graph below shows the number of live bacteria in the culture during this 24-hour period.
Time / hours
Log 10
num
ber o
f bac
teria
8 –
7 –
6 –
5 –
4 –
3 –
2 –
1 –
0 –0
–
2
–
4
–
6
–
8
–
10
–
12
–
14
–
16
–
18
–
20
–
22–
24
–
9 –
phase 1
phase 2
phase 3
phase 4
(a) Which is the correct order of the phases 1 to 4 shown on the graph?(1)
A lag, log, death, stationary
B lag, log, stationary, death
C log, lag, death, stationary
D log, lag, stationary, death
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2420
*s47568A02028*
*(b) Evaluate the use of dilution plating and optical methods for determining the number of bacterial cells in a culture.
(6)
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(c) Calculate the growth rate constant (k) for phase 2 of this culture, using the formula:
k = log log10 10 0N N
tt −
×0 301.(4)
Answer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
(Total for Question 8 = 11 marks)
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*s47568A02128* Turn over
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Turn over for question 9
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*s47568A02228*
9 The Human Immunodeficiency Virus (HIV) causes an infection called Acquired Immune Deficiency Syndrome (AIDS).
The virus attacks T helper cells in the body and eventually leads to death, usually as a result of opportunistic infections.
The graph below shows changes in the T helper cell count and in the amount of viral RNA in a person during a period from initial HIV infection to death.
120011001000
900800700600500400300200100
00 6 9 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
107
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103
102
Weeks Years
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(a) Calculate the percentage change in viral RNA from week two to week six. (2)
Answer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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*s47568A02328* Turn over
(b) Analyse the data to explain the changes in the T helper cell count from initial HIV infection until death.
(5)
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2824
*s47568A02428*
(c) The HIV virus contains an enzyme called reverse transcriptase. This enzyme uses the viral RNA as a template to synthesise a single strand of complementary DNA in the host cell.
(i) A sequence of bases in a section of RNA from HIV is UCCCCAGCG.
Which of the following shows the correct sequence of bases in the single strand of complementary DNA made using reverse transcriptase?
(1)
A UCCCCAGCG
B AGGGGTCGC
C AGGGGUCGC
D TCCCCTCGC
(ii) Describe how other enzymes convert the complementary single strand of DNA into a double strand of DNA in the host cell.
(2)
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(d) There are drugs that can be taken to reduce the reproduction of HIV.
Explain why a patient is usually given several different drugs at the same time. (2)
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(Total for Question 9 = 12 marks)
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2925
*s47568A02528* Turn over
10 An investigation was carried out into the effect of carbon dioxide concentration on photosynthesis.
Cells of a unicellular alga were suspended in a solution containing 1.0% carbon dioxide. After 250 seconds the carbon dioxide was changed to 0.003% CO2.
The cells were illuminated with a bright light and some were removed at regular time intervals. The concentrations of ribulose bisphosphate (RuBP) and glycerate 3-phosphate (GP) in the cells were measured.
The graph below shows the results of the investigation.
3.0 –
2.0 –
1.0 –
0 –0
– –
100
– –
200
– –
300
– –
400– –
500
–
Time / seconds
Concentration of RuPB and GP / arbitrary units
1.0% CO2 0.003% CO2
RuBP
GP
(a) Explain why the cells were illuminated at a high light intensity during this investigation.
(3)
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(b) (i) Analyse the data to explain the effect of carbon dioxide concentrations on the production of RuBP.
(4)
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(ii) Analyse the data to explain the effect of carbon dioxide concentrations on the rate of production of GP.
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(c) This investigation was carried out at 25°C.
Explain the effect of lowering the temperature on the concentration of RuBP for the first 250 seconds of this investigation.
(3)
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Biology BAdvancedPaper 2: Advanced Physiology, Evolution and EcologySample Assessment Material for first teaching September 2015Time: 1 hour 45 minutes 9BI0/02You may need a ruler, a pencil and a calculator.
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– there may be more space than you need.• You may use a scientific calculator.• In questions marked with an asterisk (*), marks will be awarded for your ability
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1 The diagrams below show a horizontal cross section of a healthy human brain and a brain from a person with severe Alzheimer’s disease.
healthy brain
X
severe Alzheimer’s disease
severe cortical shrinkage
severely enlarged ventricles
severe shrinkage of hippocampus
© Copyright 2000 – 2014 BrightFocus Foundation. All rights reserved
(a) Name the part of the brain which is labelled X.(1)
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(b) Explain why a person with Alzheimer’s disease may show a change in behaviour.(2)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Pearson Edexcel Level 3 Advanced GCE in Biology B Sample Assessment Materials – Issue 1 – December 2014 © Pearson Education Limited 2014
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(c) Drug treatments are available to reduce the symptoms of Alzheimer’s disease.
One of the drugs available works as a non-competitive inhibitor of cholinesterase, the enzyme that breaks down acetylcholine in the synapse.
Describe how the action of this drug helps reduce the symptoms of Alzheimer’s disease.
(3)
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(Total for Question 1 = 6 marks)
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*s47569A0432*
2 The diagram below shows the structure of a mammalian heart.
(a) Which stage of the cardiac cycle is shown by this heart?
A atrial systole and ventricular systole
B atrial systole and ventricular diastole
C atrial diastole and ventricular systole
D atrial diastole and ventricular diastole(1)
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*s47569A0532* Turn over
(b) The diagram below shows an ECG trace for a person with a healthy heart.
Volta
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mV
0.2 Time / s
1
2
3
45
(i) Which label identifies depolarisation of the sinoatrial node (SAN) in the cardiac cycle?(1)
A label 1
B label 3
C label 4
D label 5
(ii) Which label identifies repolarisation of the ventricles in the cardiac cycle?(1)
A label 2
B label 3
C label 4
D label 5
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*s47569A0632*
(c) Calculate the heart rate for this person.(2)
Answer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
(d) Describe how the cardiac centre brings about a change in heart rate when the activity level of a person increases.
(4)
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Turn over for question 3
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3 Of the five rhino species, Javan rhinos (Rhinoceros sondaicus) are the most in threat of extinction, with as few as 35 individuals surviving in Ujung Kulon National Park in Java, Indonesia.
This national park is highly vulnerable to tsunamis and volcanic activity. In Java, large areas have been planted with Arenga pinnata, which is a source of palm oil. This plant has now colonised 50% of this national park.
© topimages/shutterstock
(a) Give one biotic factor which contributes to Rhinoceros sondaicus becoming a critically endangered species.
(1)
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(b) Explain why a species may become endangered when its population falls to a very low number.
(2)
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(c) Conservationists are working with the national park in order to conserve the Javan rhino.
Give two methods that could be used to conserve the Javan rhino.(2)
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(Total for Question 3 = 5 marks)
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4 An investigation into the effect of temperature on the solubility of some monosaccharides and some disaccharides was carried out.
Each monosaccharide and disaccharide was dissolved in water at different temperatures.
The graph below shows the solubility of some monosaccharides and some disaccharides in water at different temperatures.
0
–
20
–
40
–
60
–
80
–
100 –
80 –
60 –
40 –
20 –
Temperature / °C
Solu
bilit
y / a
u
fructose
glucoselactose
sucrose
0 –100
–
(a) The graph shows that as water temperature increases, the solubility of(1)
A monosaccharides increases more than that of disaccharides
B monosaccharides increases less than that of disaccharides
C monosaccharides is always more than that of disaccharides
D monosaccharides is always less than that of disaccharides
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(b) Which row of the table below is correct for carbohydrates?(1)
Contains only six carbon atoms
Can be split by hydrolysis
A glucose glucose
B glucose lactose
C lactose glucose
D lactose lactose
(c) The graph below shows the relative sweetness of the monosaccharides and disaccharides.
Relative sweetness of sugars and sweeteners
lactose
glucose
sucrose
fructose
16
74.3
100
173
People who are obese are at an increased risk of developing health problems.
Explain why the food industry uses the enzyme glucose isomerase to convert glucose into fructose when manufacturing its slimming products.
(3)
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5 Tapirs are nocturnal mammals that are found in South America.
In 2013, the Journal of Mammalogy published an article describing the discovery of a new species of tapir, Tapirus kabomani.
Scientists already knew about the animal but thought that it was the same species as Tapirus terrestris.
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(a) Give one reason why scientists thought that Tapirus kabomani was the same species as Tapirus terrestris.
(1)
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(b) These two species of tapir can be distinguished using gene sequencing.
Describe how sufficient amounts of DNA could be obtained in preparation for gene sequencing.
(4)
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(c) Explain how distinguishing Tapirus kabomani as a separate species could affect the index of diversity of the area.
(2)
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(Total for Question 5 = 7 marks)
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6 The graph below shows the oxygen haemoglobin dissociation curves for a blood sample from an elephant and a mouse.
(a) Use the information in the graph to determine the difference in percentage saturation between elephant haemoglobin and mouse haemoglobin at a partial pressure of oxygen of 4 kPa.
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Answer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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*(b) Explain the effect that body size has on the metabolic rate of these two mammals.(6)
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(c) The graph below shows the oxygen haemoglobin dissociation curves when two different blood samples, A and B, are compared.
Which row of the table below shows the correct comparison of the blood samples?(1)
Blood sample A Blood sample B
A blood before exercise blood after exercise
B adult blood fetal blood
C blood at lower pH blood at higher pH
D blood at higher temperature blood at lower temperature
(Total for Question 6 = 8 marks)
100 –
80 –
60 –
40 –
20 –
0 –0
–
2
–
4
–
6
–
8
–
10–
12
–
Perc
enta
ge o
xyge
n sa
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tion
(%)
Partial pressure of oxygen / kPa
A
B
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6517
*s47569A01732* Turn over
7 The photograph below shows an electronmicrograph of xylem tissue.
© B705/0112 Xylem tissue, SEM Steve Gschmeissner/Science Photo Library
(a) Give three ways in which xylem tissue is adapted for its functions.(3)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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(b) Which statements describe some properties of water that are useful to plants?
1 Hydrogen bonding makes water a polar solvent.
2 Cohesive forces between water molecules allow the water to move in an unbroken stream.
3 Weak hydrogen bonds between water molecules attract the molecules to each other and allow water molecules to move easily in relation to one another.
(1)
A 1 and 2 only
B 2 and 3 only
C 1 and 3 only
D 1, 2 and 3
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*s47569A01832*
(c) The graph below shows the rates of transpiration and water absorption by a Jerusalem pine tree (Pinus halepensis), during a 24-hour period.
Analyse the data to explain the relationship between these two rates during this 24-hour period.
(4)
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(Total for Question 7 = 8 marks)
keyrate of transpiration
rate of absorption
Rate
of t
rans
pira
tion
/ arb
itrar
y un
its 70 –
60 –
50 –
40 –
30 –
20 –
10 –
0 – – – – – – – – – – – – – – –
6 am
8 am
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oon
2 pm
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ght
2 am
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– 70
– 60
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– 30
– 20
– 10
– 0 Rate
of a
bsor
ptio
n / a
rbitr
ary
units
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Turn over for question 8
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8 The velocity of the conduction of nerve impulses along an axon can be studied.
(a) Describe the structure of the cell surface membrane of an axon.(4)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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(b) The graphs below show the conduction velocity and diameter of myelinated and unmyelinated axons.
(Source: http://blp6.atw.hu/BLP6/HTML/C0059780323045827.htm)
(i) Calculate the time it would take for a nerve impulse to travel 80 cm in a myelinated axon with a diameter of 7 µm.
(2)
Answer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . s
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80 –
60 –
40 –
20 –
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–
1
–
2
–
3
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5
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6
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7
–
8
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9
–
10
–
Diameter of myelinated axons / μm
Cond
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–1
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–
200
–
400
–
600
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–
Diameter of unmyelinated axon / μm
Cond
uctio
n ve
loci
ty /
m s
–1
100 –
80 –
60 –
40 –
20 –
0 –1000
–
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*(ii) Analyse the data to explain the conduction velocity in the myelinated and the unmyelinated axons.
(6)
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(Total for Question 8 = 12 marks)
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9 The photograph below shows a desert mammal.
(Source: http://www.ardea.com)
Some desert mammals do not drink water. They obtain water from the food they eat and from respiration.
(a) Explain how water is formed in respiration.(2)
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(b) The table below shows the percentage of plant roots and insects in the diet of two different species of desert mammal.
FoodPercentage of food in diet (%)
M. hurrianae T. indica
Plant roots 40 20
Insects 10 25
(i) The desert mammals eat 8 g of food in one day. Calculate how many more grams of insects are eaten by T. indica than by M. hurrianae.
(2)
Answer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . g
(ii) Which species has kidneys that will produce the most concentrated urine? Justify your answer.
(2)
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(c) Which row of the table below shows the correct changes to the concentration of sodium ions as fluid moves along the descending and ascending loop of Henle?
(1)
Concentration of sodium ions (na+) in descending loop of Henle
Concentration of sodium ions (na+) in ascending loop of Henle
A increases increases
B increases decreases
C decreases increases
D decreases decreases
(d) The concentration of urine is controlled by osmoreceptors and the secretion of ADH.
Which row of the table below shows the location of the osmoreceptors and the correct level of ADH secretion in a desert mammal that produces concentrated urine?
(1)
Location of osmoreceptors Level of ADH
A carotid body high
B carotid body low
C hypothalamus high
D hypothalamus low
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(e) Explain how the nephrons of desert mammals enable them to survive in a dry environment.
(4)
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10 A defect in the cone cells of the retina can result in colour blindness.
(a) Which is the visual pigment found in cone cells?(1)
A iodopsin
B opsin
C retinol
D rhodopsin
(b) The table below shows the distribution of different cones involved in colour blindness.
PopulationDistribution of different cones/ percentage of population (%)
normal cones L-cone defect M-cone defect S-cone defect
Men 91.40 2.45 6.14 0.01
Women 99.52 0.04 0.36 0.04
(i) The population of London is 12 million, of which 55% are men.
Calculate the number of men in London who are colour blind.(3)
Answer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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(ii) The allele for one defect in cone cells is recessive and carried on the X chromosome.
Explain why more men than women are colour blind.(2)
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(iii) L-cones respond to long wavelengths of light.
M-cones respond to medium wavelengths of light.
S-cones respond to short wavelengths of light.
The visible light spectrum is shown below.
400 450 500 550 600 650 750
Ultraviolet (UV)
Infrared (IR)
Violet 400–450 nmBlue 450–500 nmGreen 500–570 nm
Red 610–700 nmOrange 590–610 nmYellow 570–590 nm
Wavelength / nm
Analyse the data to explain why red/green colour blindness is the most common throughout the population.
(4)
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11 Light is involved in the germination of lettuce seeds. This is an example of photomorphogenesis.
The germination is affected by the wavelength of light the seeds receive.
The table below shows the percentage germination of lettuce seeds when exposed to light of different wavelengths.
Wavelength of light Percentage germination (%)
red only 97
far red only 4
period of red followed by a period of far red 4
period of far red followed by a period of red 96
(a) Explain how red and far red light affects the germination of lettuce seeds.(4)
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(b) Sea plantain and bog sedge grow at a range of latitudes. A student carried out an investigation into the effect of temperature on the growth of seedlings of these two species.
Sets of seeds from each species were germinated at 18 °C. As soon as they germinated, the seedlings were placed in three temperature-controlled rooms at 10 °C, 14 °C and 18 °C.
They were allowed to grow for 50 days. Samples of seedlings were taken at 10-day intervals and their mean dry masses were recorded.
The results of this investigation are shown in the tables below.
Table 1 – Sea plantain
DayMean dry mass / mg
10 °C 14 °C 18 °C
10 3 4 6
20 7 12 20
30 13 25 47
40 20 40 109
50 28 80 210
Table 2 – Bog sedge
DayMean dry mass / mg
10 °C 14 °C 18 °C
10 1 1 1
20 1 2 2
30 2 3 5
40 3 5 12
50 5 7 22
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Analyse the data to explain which of the two species is better for growth at a wider range of latitudes (distance from the equator).
(4)
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(Total for Question 11 = 8 marks)
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Biology BAdvancedPaper 3: General and Practical Principles in BiologySample Assessment Material for first teaching September 2015Time: 2 hours 30 minutes 9BI0/03You may need a ruler, a pencil and a calculator.
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.• Show your working in any calculation questions and include units in your
answer where appropriate.• Answer the questions in the spaces provided
– there may be more space than you need.• You may use a scientific calculator.• In question(s) marked with an asterisk (*), marks will be awarded for your
ability to structure your answer logically showing how the points that you make are related or follow on from each other where appropriate.
Information
• The total mark for this paper is 120. • 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.
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1002
*S47570A0236*
Answer ALL questions.
Write your answers in the spaces provided.
1 The photograph below shows a mosquito net which is used in areas where malaria is common.
(Source: http://malarianomore.org.uk/news/uk-leads-fight-against-malaria-in-southern-sudan)
(a) State two other methods that can be used to reduce the number of new cases of malaria.
(2)
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(b) Malaria causes serious problems for pregnant women. They often suffer from a condition known as anaemia in which the ability of the blood to carry oxygen is significantly reduced.
Explain how malaria causes anaemia.(2)
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*S47570A0436*
2 The photomicrograph below shows myelinated neurones.
A
B
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Magnification ×226
(a) The time taken for an impulse to travel between two electrodes placed at the points labelled A and B was measured as 0.02 milliseconds.
Calculate the speed of the impulse.(3)
Answer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .ms–1
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(b) The neurones of the retina are not usually myelinated. However in some eye conditions, myelination does occur.
Explain why the presence of myelinated neurones in the retina might mean that a clear image will not be formed.
(3)
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*S47570A0636*
3 The diagram below shows a simple respirometer used by a student to measure the rate of respiration of a small invertebrate called a woodlouse.
The rate was measured by observing the distance the indicator fluid moved in a known time.
(a) Give one way in which the student could modify the procedure to obtain a better measurement of the rate of respiration.
(1)
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(b) Explain what would happen to the indicator fluid after five hours if a culture of green algae was added to the container and the tube was completely covered in light-proof paper.
(4)
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indicator fluid capillary tube
clip
container
carbon dioxide absorber
tube
woodlouse
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(c) (i) The student wanted to compare the rate of respiration of a mouse with that of a woodlouse.
Explain how you could modify the procedure used to measure the rate of respiration of the woodlouse so that it could be used to compare with the rate of respiration of a mouse.
Your answer should explain the reasons for the modifications and include reference to the ethical treatment of the animal, and show how you could produce valid results.
(5)
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(ii) Comment on how the results you would expect to obtain for a mouse would differ from the results for a woodlouse.
(2)
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(Total for Question 3 = 12 marks)
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4 The photographs below show three mammals.
Tasmanian wolf (Thylacinus cynocephalus)
© The Zoological Society
Grey wolf (Canis lupus)
(Source: http://www.animalgalleries.org/Large-Land-Mammals/Wolf/ Grey+Wolf+Mexican_Wolf_065+Canis+Lupus.jpg.php)
Dunnart (Sminthopsis crassicaudata)
5 cm(Source: apscience.org.au)
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*S47570A0936* Turn over
The evolutionary relationships between these three mammals were investigated. The DNA base sequence of part of the gene for 12S ribosomal RNA from each mammal was analysed.
Tasmanian wolf CCTGGCCTTACTGTTAATTCTTATTAGACCTAC
Grey wolf CCTAGCCTTCCTATTAGTTTTTAGTAGACTTAC
Dunnart CCTAGCCTTACTGTTAATTTTTATTAGACCTAC
(a) Explain which two of these mammals are most closely related in their evolutionary history.
(2)
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(b) The Tasmanian wolf is a marsupial mammal. In marsupials, the young are born in a tiny, immature form and move into a pouch on the abdomen of the mother to develop further.
The grey wolf is a placental mammal. The fetus develops inside the uterus and the larger young are born in a more mature form.
The ancestors of Tasmanian wolves and grey wolves once shared similar habitats.
Explain why grey wolves and their close relatives are now found in many parts of the world but Tasmanian wolves only survived on isolated islands.
(3)
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(Total for Question 4 = 5 marks)
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10810
*S47570A01036*
5 Streak plating is used in microbiology to separate individual species of bacteria from a mixed liquid culture.
(a) Describe how streak plating can be used to isolate individual bacterial colonies from a mixed liquid culture.
You may use a diagram in your answer.(5)
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(b) Explain why agar plates should be incubated below 30°C in a school laboratory.(2)
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(Total for Question 5 = 7 marks)
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6 A student carried out an investigation to test the hypothesis that the surface area to mass ratio of leaves is affected by the amount of light they receive.
A nettle plant growing in sunlight and a second nettle plant growing in shade in a wood were selected.
The surface area and mass of several leaves were measured and the surface area to mass ratio was calculated. The table below shows the results.
LeafSurface area to mass ratio / cm2 g–1
Nettle plant growing in sunlight Nettle plant growing in shade
1 114.5 118.9
2 114.0 117.8
3 115.2 118.1
(a) Explain how the data shows how nettle plant leaves grown in the shade are adapted to growing in low light intensities.
(3)
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(b) The student was told that his method was not valid and that some biotic and abiotic variables may not be controlled.
Give five ways in which the student could modify the investigation to address these concerns.
(5)
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7 An investigation was carried out to determine the effect of substrate concentration on the initial rate of an enzyme-controlled reaction.
The substrate used was powdered milk, which is made up of a protein called casein. A solution of powdered milk is a cloudy white colour.
Protease enzymes will break down the casein in powdered milk to form a clear solution.
A colorimeter can be used to measure the amount of light absorbed by a solution in a tube. A cloudy solution absorbs more light.
5 cm3 of 0.1% solution of powdered milk was added to a colorimeter tube and mixed with 0.1 cm3 of a protease enzyme. The mixture was quickly placed in the colorimeter and the absorption of the solution was then recorded every 10 seconds for 30 seconds.
This was then repeated using different concentrations of casein.
(a) Explain why it is important to measure the initial rate of enzyme-catalysed reactions.
(3)
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(b) A student carrying out this investigation recorded the data shown in the table below.
Casein concentration
(%)
Absorption (arbitrary units)
0 s 10 s 20 s 30 s
0.1 0.15 0.10 0.05 0.05
0.2 0.44 0.34 0.23 0.15
0.3 0.67 0.49 0.32 0.16
0.4 0.87 0.65 0.43 0.22
0.5 0.98 0.75 0.52 0.26
(i) Explain why using all of the absorption data from every concentration of casein would not give a valid comparison of initial rates.
(2)
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(ii) Explain how the results obtained could be used in the design of an investigation to compare the activity of proteases from different mammals.
(2)
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8 A student investigating the factors affecting the heart rate of humans carried out a trial to find out the most reliable method of counting the number of heartbeats in one minute.
She counted the number of pulses in one minute of a single subject in identical conditions using two different methods.
Method A – she counted the number of pulses for 15 seconds and multiplied the result by 4.
Method B – she counted the number of pulses continuously for one minute.
The table below shows the results of six trials for each method.
Method Pulse rate / beats min–1 Mean pulse rate/ beats min–1
Standard deviation
A 64 60 68 76 64 72 67.3 5.9
B 63 59 69 58 71 74 65.7
(a) The student calculated the standard deviation for method A using the following formula:
Σσ −=
−
2[ ]1
x xn
Calculate the standard deviation for method B.(3)
Answer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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(b) Explain why standard deviation is used for analysing the data.(3)
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(c) Explain why both methods A and B can lead to inaccuracies.(3)
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(Total for Question 8 = 9 marks)
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9 Antibiotics have been developed to control bacterial infections.
(a) Name one bacterium which causes symptoms of infection by producing exotoxins.
(1)
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(b) Explain how an antibiotic has a bacteriostatic effect on bacteria. (2)
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*(c) Bacterial resistance to common antibiotics is an increasingly serious problem facing doctors treating a wide range of infections.
The graph below shows the percentage of resistant bacteria in patients being treated with antibiotics for Streptococcus pneumoniae infections.
Group A had never been given antibiotics. Group B had been previously treated with other antibiotics. Group C had been previously treated with the named antibiotic.
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Penicillin Cefotaxime Erythromycin Tmp/smx Levofloxacin
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Named antibiotic
Group A – no prior antibiotic use Group B – any prior antibiotic Group C – prior antibiotic use same class
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Analyse the data and use your knowledge of antibiotic resistance to evaluate the claim that soon doctors will be unable to treat most common bacterial infections with antibiotics.
(9)
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(Total for Question 9 = 12 marks)
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*S47570A02236*
10 The photomicrograph below shows a stained squash preparation of an onion root tip.
Copyright © 2008 Pearson Education Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings
(a) Describe how you would prepare a root tip squash to observe the stages of mitosis under the light microscope.
(4)
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*S47570A02336* Turn over
(b) A student decided to investigate how many cells were undergoing cell division in different areas of a root. She grew some onion roots in a conical flask containing water, as shown in the diagram below.
She examined a root tip squash and counted the number of cells undergoing mitosis and the total number of cells in the field of view and calculated the mitotic index using the following formula.
Mitotic index in % = Number of cells undergoing mitosis
Total number of cells vieewed ×100
The student determined the mitotic index of cells at five distances from an onion root tip. She repeated this procedure six times.
Her results are shown in the table below.
Distance from root tip
/ mm
Mitotic index (%)Standard deviation
(SD)Root tip
Mean1 2 3 4 5 6
0.1 11.5 11.0 10.7 10.6 11.7 10.9 11.1 0.4
0.3 9.4 8.9 7.8 9.9 9.7 8.9 9.1 0.8
0.5 8.1 8.9 7.6 7.7 8.4 7.5 8.0 0.5
0.9 4.0 3.9 3.6 4.2 4.4 3.7 4.0 0.3
1.1 3.0 2.9 3.2 3.3 2.7 2.9 3.0 0.2
onion
roots
water
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*S47570A02436*
The student concluded that there is a negative correlation between the mitotic index and the distance from the root tip in plants.
However, this conclusion may not be valid because the investigation has limitations.
(i) Give one way in which the student could modify her procedure to reduce the effect of a named limitation.
(1)
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(ii) Weeds reduce the yield of commercial crops that grow in fields. Some herbicides that are sprayed onto soil kill weeds by preventing mitosis.
Explain how the student could modify her investigation to find the herbicide concentration that is most effective at preventing mitosis.
(5)
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(c) In an investigation to determine the quantity of DNA in the nucleus of different cells from the plant Tradescantia paludosa, squash preparations of each tissue were stained for DNA in an identical manner.
The quantity of DNA in the nucleus of several cells was found by measuring the amount of light absorbed when the microscope was focused on a small area of the nucleus.
The results of this investigation are shown in the table below.
Nucleus of Mean nuclear absorption/ arbitrary units
Root tip cells in prophase 16.2
Root tip cells undergoing cytokinesis 8.3
Nucleus of pollen tube 4.2
Nucleus of endosperm 12.8
Analyse the data to explain the difference in the mean nuclear absorption of the nucleus of the different cells.
(3)
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(Total for Question 10 = 13 marks)
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*S47570A02636*
11 A student investigated the rate of uptake of nitrate ions (NO3–) into plant cells.
Discs of carrot were cut and half of them were immersed in a solution containing 10 µmol dm–3 nitrate ions. The other half were placed in the same nitrate ion solution to which 2,4-dinitrophenol (DNP) was added.
DNP inhibits the process of oxidative phosphorylation.
The nitrate ion concentration of the discs was determined every five minutes.
The student failed to pre-treat the carrot discs before placing them in the solution.
(a) Explain how the carrot discs should be pre-treated.(3)
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*S47570A02736* Turn over
The graph below shows the results of this investigation after the carrot discs were pre-treated.
(b) Calculate the mean rate of nitrate ion uptake of the carrot discs placed in the nitrate ion solution without DNP between 5 and 10 minutes.
(3)
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5
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15
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*S47570A02836*
(c) Analyse the data to explain the effect of DNP on the nitrate ion uptake of the carrot tissue between 0 to 10 minutes and 20 to 30 minutes.
(3)
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(d) DNP acts by rapidly transferring protons (H+ ions) across biological membranes.
Explain how this action will bring about the effect of DNP on oxidative phosphorylation.
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(Total for Question 11 = 12 marks)
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*S47570A02936* Turn over
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Turn over for question 12
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*S47570A03036*
12 ‘DELLA’ proteins normally prevent transcription factors from binding to important growth-stimulating genes in the cells of plant stems.
The diagram below shows part of the biochemical pathway leading to the synthesis of an active plant growth substance called gibberellin (GA1). GA1 reduces the effect of ‘DELLA’ proteins.
(a) The Le-1 gene codes for the enzyme GA20 oxidase. A mutation of this gene forms a recessive allele which, when translated, leads to a single amino acid change in this enzyme. This change significantly reduces the activity of GA20 oxidase.
Explain how a single amino acid change can bring about a change in the structure and activity of GA20 oxidase.
(4)
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Step 1
Le-1 gene transcribed
Step 2
Enzyme GA20 oxidase synthesised
Step 3
GA20 converted to GA1 by GA20 oxidase
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12931
*S47570A03136* Turn over
(b) (i) Explain why homozygous recessive plants will have short stems.(4)
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(ii) An ecological survey of a stable population of one species of plant found that 36% had short stems.
Calculate the percentage of heterozygous individuals in this population. Assume that there are only two alleles for this gene.
(4)
Answer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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13 The photograph below shows limpets Patella vulgata living on a rocky seashore.
Limpets are snail-like animals with a conical shell. The limpets live on a part of the shore which is covered by the sea twice each day. They feed on algae when the rocks are covered with sea water.
When they are uncovered at low tide they clamp against the rock to prevent desiccation.
A student investigated the relationship between the size of the limpets and their location on the shore.
A 40 m transect was used, beginning at the low water mark and extending up a sloping rocky shore. A 1 m2 quadrat was placed every 5 m along this transect and the diameter of 10 randomly selected limpets was measured.
The table below shows data collected from this investigation.
Distance from low water mark / m
Rank of distance
Mean diameter of
limpets / mm
Rank of diameters
Difference in the two ranks (D)
D2
0 9 19.8 3 6 36
5 8 20.2 1 7 49
10 7 19.6 4 3 9
15 6 18.8 5 1 1
20 5 20.1 2 3 9
25 4 17.4 6 –2 4
30 3 16.1
35 2 16.9 8 –6 36
40 1 17.2
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(a) Complete the table on the previous page to show the missing data.(2)
(b) (i) To test the strength of the relationship between these two variables, the student decided to apply a Spearman’s rank correlation test.
Calculate the Spearman’s rank correlation coefficient for these two variables.(3)
Σ= −
−
2
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(ii) A student formed the hypothesis that the size of the limpets would decrease as the distance up the shore increased.
The table below shows critical values of rs at different significance levels.
Number of pairs
Significance levels
10% 5% 2% 1%
8 0.643 0.786 0.833 0.881
9 0.600 0.683 0.783 0.833
10 0.564 0.648 0.746 0.794
Use the calculated value of rs and this table to comment on whether the student’s hypothesis can be accepted.
(3)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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(c) The student carrying out the investigation wrote a further hypothesis:
‘The limpets lower on the shore have a longer time to feed and will grow bigger.’
Design a laboratory experiment to test this hypothesis.(5)
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(Total for Question 13 = 13 marks)
TOTAL FOR PAPER = 120 MARKS
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Pearson Edexcel Level 3 Advanced GCE in Biology B Sample Assessment Materials – Issue 1 – December 2014 © Pearson Education Limited 2014
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