Circulatory System - Merit Tutors

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Circulatory System Question Paper 1

Level Edexcel

Subject Biology

Exam Board GCSE(9-1)

Topic Exchange and Transport in Animals

Sub Topic Circulatory System

Booklet Question Paper 1

Time Allowed: 62 minutes

Score: /51

Percentage: /100

1 The diagram shows the human circulatory system.

(a) (i) Name organ X.(1)

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(ii) Explain how the heart causes blood to move to organ X.(2)

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(iii) Which row shows the names of blood vessels W and Y?

Place a cross ( ) in the box next to your answer.(1)

blood vessel W blood vessel Y

A pulmonary vein aorta

B vena cava pulmonary artery

C pulmonary artery vena cava

D vena cava aorta

blood vessels in organ X

blood vessel Yblood vessel W


(iv)i Describe how the blood in vessel W is different from the blood in vessel Y.(2)

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(b) The diagram shows the chambers of the heart.

(i) Calculate how many times thicker the wall of chamber B is compared with thewall of chamber A.

(1)

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(ii) Explain why the wall of chamber B is thicker than the wall of chamber A.(2)

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(Total for Question 1 = 9 marks)

measure width of ventricle wall here

measure width of ventricle wall here

chamber A

chamber B


2 The graph shows the heart rate of a fit person and of an unfit person at rest, during exercise and after exercise.

140 –

120 –

100 –

80 –

60 –

40 –0

–

5

– –

15

–

20

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10time / minutes

heart rate / beats per minutes

fit person

unfit person

AT RESTDURING

EXERCISEAFTER

EXERCISE


(a) (i) Compare the heart rate of the fit person with the heart rate of the unfit personfrom 5 to 15 minutes.

(3)

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(ii) Cardiac output = stroke volume × heart rate.

The stroke volume of the fit person at 10 minutes is 0.20 dm3 per beat.

Calculate the cardiac output of the fit person at 10 minutes.

Use the graph to help you.(2)

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(iii) The recovery period is the time it takes for the heart rate to return to its rate atrest after exercise.

Explain why the recovery period for the fit person was different from therecovery period for the unfit person.

(3)

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(b) Which of the following shows the direction that blood flows towards, through andfrom the heart?

Place a cross ( ) in the box next to your answer.(1)

A vena cava ventricle atrium pulmonary vein

B pulmonary artery atrium ventricle aorta

C aorta ventricle

D pulmonary vein

atrium

atrium

pulmonary vein

ventricle aorta

(c) More carbon dioxide is produced by cells during exercise.

Name the part of the blood that transports most of the carbon dioxide to thelungs.

(1)

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3 The volume of blood that the heart pumps with every beat is known as the stroke volume.Stroke volume can be used to indicate fitness level.

The table gives information about the stroke volume, heart rate and cardiac output of an athlete at rest and during exercise.

athlete stroke volume / dm3

heart rate/ beats per minute

cardiac output/ dm3 min–1

at rest 0.1 53 5.3

during exercise 182 30.4

(a) Calculate the stroke volume of the athlete during exercise.(2)

answer = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .dm3

(b) Explain why it is important that the cardiac output of the athlete increases duringexercise.

(3)

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(c) Describe how the circulatory system transports substances around the body.(2)

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(d) The diagrams below show a healthy heart and a heart with a condition known ashypertrophic cardiomyopathy (HCM).

healthy heart hypertrophic cardiomyopathy

A symptom of HCM is that contraction of the heart muscle is more difficult.

Suggest the effects HCM may have on an athlete during competitive sport. (2)

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(e) Some athletes, such as sprinters, use energy from anaerobic respiration.

(1)Complete the sentence by putting a cross ( ) in the box next to your answer.

Anaerobic respiration produces

A carbon dioxide

B glucose

C lactic acid

D oxygen



4 Figure 1 shows a diagram of the heart.

W

Y

Z

X

bicuspid valve

Figure 1

(a) (i) Vessel X takes(1)

A deoxygenated blood to the body

B deoxygenated blood to the lungs

C oxygenated blood to the body

D oxygenated blood to the lungs


(ii) Give one reason why the wall of the left ventricle is thicker than the right.(1)

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Valves in the human heart may become damaged and no longer function.

(iii) Describe what would happen to the flow of blood in the left side of the heartif the bicuspid valve did not function effectively.

(2)

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Figure 2 shows a photomicrograph of a blood vessel.

(Source: Microscape/Science Photo Library)

Figure 2

(b) Explain how the structure of this blood vessel is related to its function.(2)

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Figure 3 shows a diagram of the circulatory system of a fish.

gill capillaries

ventricle

atrium

other capillaries

Figure 3

(c) Compare the differences between the structure of the circulatory system of a fishand the human circulatory system.

(4)

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5 The diagram shows a human heart.

(a) (i) Draw an arrow onto the diagram to show where oxygenated blood enters theheart.

(1)

(ii) Suggest how the blood flowing through the pulmonary artery would bedifferent from the blood flowing through the aorta.

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aorta

valve

pulmonary artery


(iii) Describe the role of the valve labelled on the diagram.(2)

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(b) Heart disease can significantly reduce cardiac output.

(i) Complete the sentence by putting a cross ( ) in the box next to your answer.

Cardiac output is the volume of blood leaving the(1)

A atrium every heart beat

B atrium every minute

C ventricle every heart beat

D ventricle every minute


*(ii) A reduced cardiac output would affect the performance of an athlete.

Explain the effects that a reduced cardiac output would have on the muscle cells of an athlete.

(6)

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Circulatory System Question Paper 2

Level Edexcel

Subject Biology



Sub Topic Circulatory System

Booklet Question Paper 2


Score: /29

Percentage: /100


1 The graph shows the oxygen uptake for an athlete when walking and running.

(a) Compare the oxygen uptake when the athlete is walking and running at speedsfrom 6 to 10 km per hour.

(3)

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8 12

speed / km per hr

4 16 20

20

40

60

80

walk run

oxygen uptake in cm3/kg/min

00


(b) (i) Complete the word equation for aerobic respiration.(1)

oxygen + glucose .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . + . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) Explain why oxygen uptake increases as an athlete runs at faster speeds.(2)

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(iii) When athletes train hard they can respire anaerobically.

Which of the following statements about anaerobic respiration are true?

1. Lactic acid and carbon dioxide are produced.

2. Lactic acid can build up causing cramp.

Put a cross ( ) in the box next to your answer.(1)

A statement 1 only

B statement 2 only

C both statement 1 and 2

D neither statement 1 nor 2.


(c) The heart rate and stroke volume of an athlete training at a high intensitywere measured and their cardiac output was calculated.

The table shows the measurements before, after 2 weeks and after 4 weeks oftraining.

heart rate /

beats per minutestroke volume / dm3 cardiac output /

dm3 per minute

Before training 142 0.08 11.4

After 2 weeks training 164 0.10 16.4

After 4 weeks training 0.12 24.0

(i) Calculate the heart rate after 4 weeks of training.(2)

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(ii) Explain how the higher cardiac output after 4 weeks of training increased therate of aerobic respiration.

(2)

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2 Yeasts are microorganisms that are used in the brewing and baking industries.

The diagram shows a yeast cell.

(a) (i) State two ways in which the structure of this yeast cell differs from thestructure of a bacterial cell.

(2)

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

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(ii) Plant cells can produce glucose.

Suggest why yeast cells cannot produce glucose.(1)

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cell wall

cytoplasm

vacuole

cell membrane

nucleus


(b) The table shows the number of different components found in the blood of ahealthy person and the blood of two other people.

number of components per dm3 of blood

component of blood healthy person person A person B

red blood cells 5 × 1012 6 × 1012 3 × 1012

white blood cells 7 × 109 5 × 1010 8 × 1010

platelets 3 × 1011 3 × 1011 3 × 1011

(i) Calculate the difference in the number of white blood cells per dm3 of bloodbetween the healthy person and person A.

(2)

answer = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) Describe the functions of white blood cells.(2)

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(iii) Person B has a low number of red blood cells compared to the healthy person.

Suggest an effect this may have on person B.(1)

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3 In an investigation, a person ran at different speeds.

(a) The graph shows the concentration of lactic acid in the blood and the heart rateof this person while running.

(i) When the running speed is 22 km h–1, the stroke volume of the runner is 0.18 dm3.

Calculate the cardiac output of the runner using the equation.

cardiac output = stroke volume � heart rate

(2)

answer = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . dm3 per minute

_______ lactic acid

–– – – – – hea t rate

– 25

– 20

– 15

– 10

– 5

16 –

14 –

12 –

10 –

8 –

6 –

4 –

2 –

0 –13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

running speed / km h–1

conc

entr

atio

n of

lact

ic a

cid

in b

lood

/ m

mol

dm

–3

hear

t rat

e / b

eats

per

min

ute


(ii) Complete the sentence by putting a cross ( ) in the box next to your answer.

When the heart rate is at its maximum the concentration of lactic acid in the blood is

(1)

A 11.2 mmol dm–3

B 12.8 mmol dm–3

C 200.0 mmol dm–3

D 210.0 mmol dm–3

(iii) Complete the sentence by putting a cross ( ) in the box next to your answer.(1)

The graph shows that

A as the heart rate increases the concentration of lactic acid increases

B as the concentration of lactic acid increases the heart rate decreases

C the concentration of lactic acid increases as running speed increases

D the concentration of lactic acid is not dependent on heart rate

(iv) Explain why the concentration of lactic acid changes at running speedsgreater than 18 km h–1.

(3)

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(b) After running the person rested.

Explain why the concentration of lactic acid in the blood changes whilst resting.(3)

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Respiration Question Paper

Level Edexcel

Subject Biology



Sub Topic Respiration

Booklet Question Paper


Score: /30

Percentage: /100

1 The graph shows the oxygen uptake for an athlete when walking and running.

(a) Compare the oxygen uptake when the athlete is walking and running at speedsfrom 6 to 10 km per hour.

(3)

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8 12

speed / km per hr

4 16 20

20

40

60

80

walk run

oxygen uptake in cm3/kg/min

00


(b) (i) Complete the word equation for aerobic respiration.(1)

oxygen + glucose .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . + . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) Explain why oxygen uptake increases as an athlete runs at faster speeds.(2)

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(iii) When athletes train hard they can respire anaerobically.

Which of the following statements about anaerobic respiration are true?

1. Lactic acid and carbon dioxide are produced.

2. Lactic acid can build up causing cramp.

Put a cross ( ) in the box next to your answer.(1)

A statement 1 only

B statement 2 only

C both statement 1 and 2

D neither statement 1 nor 2.


(c) The heart rate and stroke volume of an athlete training at a high intensitywere measured and their cardiac output was calculated.

The table shows the measurements before, after 2 weeks and after 4 weeks oftraining.

heart rate /

beats per minutestroke volume / dm3 cardiac output /

dm3 per minute

Before training 142 0.08 11.4

After 2 weeks training 164 0.10 16.4

After 4 weeks training 0.12 24.0

(i) Calculate the heart rate after 4 weeks of training.(2)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . beats per minute

(ii) Explain how the higher cardiac output after 4 weeks of training increased therate of aerobic respiration.

(2)

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2 In an investigation, a person ran at different speeds.

(a) The graph shows the concentration of lactic acid in the blood and the heart rateof this person while running.

(i) When the running speed is 22 km h–1, the stroke volume of the runner is 0.18 dm3.

Calculate the cardiac output of the runner using the equation.

cardiac output = stroke volume � heart rate

(2)

answer = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . dm3 per minute

_______ lactic acid

–– – – – – hea t rate

– 25

– 20

– 15

– 10

– 5

16 –

14 –

12 –

10 –

8 –

6 –

4 –

2 –

0 –13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

running speed / km h–1

conc

entr

atio

n of

lact

ic a

cid

in b

lood

/ m

mol

dm

–3

hear

t rat

e / b

eats

per

min

ute


(ii) Complete the sentence by putting a cross ( ) in the box next to your answer.

When the heart rate is at its maximum the concentration of lactic acid in the blood is

(1)

A 11.2 mmol dm–3

B 12.8 mmol dm–3

C 200.0 mmol dm–3

D 210.0 mmol dm–3

(iii) Complete the sentence by putting a cross ( ) in the box next to your answer.(1)

The graph shows that

A as the heart rate increases the concentration of lactic acid increases

B as the concentration of lactic acid increases the heart rate decreases

C the concentration of lactic acid increases as running speed increases

D the concentration of lactic acid is not dependent on heart rate

(iv) Explain why the concentration of lactic acid changes at running speedsgreater than 18 km h–1.

(3)

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(b) After running the person rested.

Explain why the concentration of lactic acid in the blood changes whilst resting.(3)

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3 Figure 11 shows the equipment used for measuring respiration in peas.

A B C

(Source: Martin Shields/Science Photo Library)

Figure 11

• Respirometer A contains germinating peas.

• Respirometer B contains peas that are not germinating.

• Respirometer C contains glass beads.

All three respirometers are placed in a water bath at 25 °C for 30 minutes. The reduction in oxygen levels in each respirometer is measured using a data logger.

(a) Explain why the respirometers are placed in a water bath at 25 °C.(2)

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(b) A student recorded the change in oxygen levels in the germinating peas over a30-minute period.

The results are shown below.

A 10 mins (−0.8) ml, 20 mins (−1.6) ml, 30 mins (−2.4) ml

B 10 mins (−0.1) ml, 20 mins (−0.1) ml, 30 mins (−0.1) ml

C No change

(i) Complete the table for these results.(2)

(ii) Calculate the rate of oxygen consumption per second for the results inrespirometer A.

(2)

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(iii) Explain why respirometer A has the highest rate of oxygen consumption.(2)

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(c) Some respirometers read the movement of a bubble along capillary tubing.

Carbon dioxide can affect the measuring of oxygen used in this type ofrespirometer.

State a chemical that could be placed in the respirometer that would stop carbondioxide affecting the experiment.

(1)

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