Examination code

2 2 1 1 – 6 0 1 1

16 pages

M11/4/BIOLO/SP2/ENG/TZ1/XX

Wednesday 18 May 2011 (afternoon)

BiologyStandard 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 one question.• Write your answers in the boxes provided.

1 hour 15 minutes

Candidate session number

0 0

© International Baccalaureate Organization 2011

0116

22116011

–2– M11/4/BIOLO/SP2/ENG/TZ1/XX

Section a

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

1. PanI is a gene in codfish that codes for an integralmembraneprotein called pantophysin.Two alleles of the gene,PanIA andPanIB, code for versions of pantophysin, that differ byfour amino acids in one region of the protein. Samples of cod fish were collected from23locationsinthenorthAtlanticandweretestedtofindtheproportionsofPanIAandPanIBallelesineachpopulation.Theresultsareshowninpiecharts,numbered1–23,onthemapbelow.Theproportionsofallelesinapopulationarecalledtheallelefrequencies.Thefrequencyofanallelecanvaryfrom0.0to1.0.ThelightgreysectorsofthepiechartsshowtheallelefrequencyofPanIAandtheblacksectorsshowtheallelefrequencyofPanIB.

70N

65N

60N

55N

50N

5

18

20

21

15

19

5

6

7

8 9 10

1213

11

14

17

16

2 1

3

4

22

2323

15W 10W 5W 0W 5E 10E

RAJCaseetal“Macro-andmicro-geographicvariationinpantophysin(PanI)allelefrequenciesinNEAtlanticcodGadusmorhua”MEPS301:267–278(2005).Figs1and3.

(This question continues on the following page)

0216

–3–

turn over

M11/4/BIOLO/SP2/ENG/TZ1/XX

(Question 1 continued)

(a) (i) Statethetwo populationswiththehighestPanIBallelefrequencies. [1]

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(ii) Statethepopulationinwhichtheallelefrequencieswereclosestto0.5. [1]

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(b) Deduce the allele frequencies of a population in which half of the cod fish had thegenotypePanIAPanIA,andhalfhadthegenotypePanIAPanIB. [1]

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0316

–4– M11/4/BIOLO/SP2/ENG/TZ1/XX

(Question 1 continued)

ThegraphsbelowshowthelatitudeandthemeansurfaceseatemperatureinJuneofthesamplinglocationsandthefrequencyofthePanIAallele.

Frequency

PanI

Aallele

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

50 55 60 65 70 75 0 2 4 6 8 10 12 14Latitude/N MeanJuneseasurfacetemperature/ C°

RAJCaseetal“Macro-andmicro-geographicvariationinpantophysin(PanI)allelefrequenciesinNEAtlanticcodGadusmorhua”MEPS301:267–278(2005).Figs1and3.

(c) Statetherelationshipbetween

(i) latitudeandthefrequencyofthePanIAallele. [1]

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(ii) meansurfaceseatemperatureinJuneandthefrequencyofthePanIAallele. [1]

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0416

–5–

turn over

M11/4/BIOLO/SP2/ENG/TZ1/XX

(Question 1 continued)

(d) Suggesthownaturalselectioncouldhavecausedtherelationshipsshowninthegraphs. [2]

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(e) ThesitesclosetoIceland,atalatitudeof60–65,hadveryvariedallelefrequencies,withbothPanIAandPanIBoccurring.Thewateratthesesamplesiteswashighlystratified,withmuchwarmerwateratthesurfaceandmuchcolderwaterbelow.SuggestreasonsforbothPanIAandPanIBallelesoccurringatthesesites. [2]

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(f) Using the data in this question, predict the effects of global warming on cod fishpopulations. [2]

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0516

–6– M11/4/BIOLO/SP2/ENG/TZ1/XX

2. (a) Statethemissingsource,optimumpHrequirement,substrateandproductofthehumanenzymesinthetablebelow. [2]

enzyme Source optimum pH Substrate Products

Amylase Salivarygland 7

Lipase Lipids Fattyacidsandglycerol

(b) Explaintheneedforenzymesindigestion. [2]

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(c) Drawalabelleddiagramtoshowtheinterconnectionsbetweenthegallbladder,pancreasandsmallintestine. [3]

0616

–7–

turn over

M11/4/BIOLO/SP2/ENG/TZ1/XX

3. (a) StatethenameofthetechniquethatisusedtoseparatefragmentsofDNAaccordingtotheirsize,duringDNAprofiling. [1]

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(b) The diagram below represents the results of a paternity investigation. TrackA is theprofileofthemotherofachild,trackBistheprofileofthechildandtrackCistheprofileofamanwhomightbethefather.

a B c

Explain,usingevidencefromthediagram,whetherthismanisthefatherornot. [3]

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0716

–8– M11/4/BIOLO/SP2/ENG/TZ1/XX

4. Themicrographbelowshowsanadulthumanstemcell.

©SciencePhotoLibrary.Usedwithpermission.

(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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0816

–9–

turn over

M11/4/BIOLO/SP2/ENG/TZ1/XX

(Question 4 continued)

(b) Statetwocharacteristicsofstemcells thatcanbeusedtodistinguishthemfromotherbodycells. [2]

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

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

(c) Outline onetherapeuticuseofstemcells. [3]

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Section B

Answer one question. Up to two additional marks are available for the construction of your answer. Write your answers in the boxes provided.

5. (a) Livingorganismsatevery trophic levelarepartof thecarboncycle. Drawa labelleddiagramofthecarboncycletoshowtheprocessesinvolved. [9]

(b) Explain,usinganexampleofafoodchain,howtrophiclevelscanbededuced. [4]

(c) Explainmethodsthatcanbeusedtomeasuretherateofphotosynthesis. [5]

6. (a) Embryosthatareproducedbyin vitrofertilizationcanbescreenedforgeneticdisease.Outlinetheprocessofin vitrofertilization,includingoneexampleofasituationwhenitisused. [9]

(b) Explain, using an example, how females but not males can be carriers of somerecessivealleles. [4]

(c) Explainthecausesandconsequencesofsickle-cellanemia. [5]

7. (a) Escherichia coli is a unicellular organism, so each cell must carry out all of theprocessesrequiredforlife.OutlinethefunctionsofeachofthestructuresinthecellsofEscherichia coli. [9]

(b) Comparetheuseofcarbohydratesandlipidsinenergystorage. [4]

(c) Comparehowpyruvateisusedinhumancellswhenoxygenisavailableandwhenoxygenisnotavailable. [5]

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1016

–11–

turn over

M11/4/BIOLO/SP2/ENG/TZ1/XX

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