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P45067A©2015 Pearson Education Ltd.

1/1/1/1/1/1/1/

*P45067A0124*

BiologyAdvanced SubsidiaryUnit 1: Lifestyle, Transport, Genes and Health

Thursday 21 May 2015 – AfternoonTime: 1 hour 30 minutes 6BI01/01

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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.

Answer the questions in the spaces provided – there may be more space than you need.

Information The total mark for this paper is 80. The marks for each question are shown in brackets

– use this as a guide as to how much time to spend on each question. Questions labelled with an asterisk (*) are ones where the quality of your

written communication will be assessed – you should take particular care with your spelling, punctuation and grammar, as

well as the clarity of expression, on these questions. Candidates may use a calculator.

Advice

Read each question carefully before you start to answer it. Keep an eye on the time. Try to answer every question. Check your answers if you have time at the end.

Pearson

Edexcel GCE

2

*P45067A0224*

Answer ALL questions.

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 One function of DNA is to act as a template for the synthesis of messenger RNA.

(a) State what is meant by the term template for the synthesis of messenger RNA.(1)

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(b) Place a cross in the box to complete each of the following statements.

(i) DNA and mRNA both(1)

A contain ribose

B contain thymine

C have a double helix structure

D have a sugar-phosphate chain

(ii) One advantage of DNA having two complementary strands is that(1)

A diploid cells can inherit DNA from both parents

B hydrolysis of DNA is faster

C semi-conservative replication is possible

D transcription and replication can occur at the same time

(iii) Analysis of a sample of DNA found that 40% of the nucleotides contained cytosine. In the same sample of DNA the percentage of nucleotides containing adenine would be

(1)

A 10%

B 20%

C 40%

D 60%

3

*P45067A0324* Turn over

(c) The DNA base sequence for part of a gene is shown below.

A C T T T C G C C C G A

Write the mRNA base sequence produced from this sequence of bases.(2)

(d) Describe three differences between the processes of replication and transcription of DNA.

(3)

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(Total for Question 1 = 9 marks)

4

*P45067A0424*

2 The photograph below shows a cleft iris, a rare condition in humans. Cleft iris may be due to the inheritance of recessive alleles.

Magnification ×1

(a) Explain the meaning of the term recessive allele.(3)

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5

*P45067A0524* Turn over

(b) (i) In the space below, draw a genetic diagram to show the genotypes and phenotypes of a man with cleft iris and a woman who is heterozygous for this condition, and all their possible children.

(4)

(ii) State the probability that the first child of these parents will have a cleft iris.(1)

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(Total for Question 2 = 8 marks)

6

*P45067A0624*

3 The photograph below shows Daphnia (a water flea). Daphnia can be used to investigate the effect of chemicals on heart rate.

Magnification ×30

(a) (i) Give two reasons why Daphnia is a suitable organism for investigating the effect of chemicals on heart rate.

(2)

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

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*P45067A0724* Turn over

(ii) State two variables that you would need to control for a valid investigation into the effect of caffeine on the heart rate of Daphnia.

Describe how to control each of these variables.(4)

1. Variable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

How to control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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2. Variable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

How to control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(b) Explain why many small animals, such as Daphnia, have a heart.(3)

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(Total for Question 3 = 9 marks)

8

*P45067A0824*

4 Cystic fibrosis is an inherited condition.

(a) Read through the following passage about cystic fibrosis then write on the dotted lines the most appropriate word or words to complete the sentences.

(4)

Cystic fibrosis is a disorder caused by one of a number of gene mutations.

The symptoms of the disorder are seen only in an individual who is

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . for the recessive allele. The gene codes for

a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . protein called CFTR. This protein is responsible for the

movement of . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ions across the cell membranes. Cystic fibrosis

impairs the functions of the gaseous exchange, digestive and . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

systems in the body.

(b) Explain why people with cystic fibrosis can have breathing difficulties.(4)

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*P45067A0924* Turn over

(c) Cystic fibrosis can be detected using prenatal genetic testing.

(i) Describe how one named method of prenatal genetic testing can be carried out.

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(ii) Explain either one ethical issue or one social issue relating to the use of prenatal genetic testing.

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(Total for Question 4 = 13 marks)

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*P45067A01024*

5 Over 20% of the population of the UK is classified as obese. Obesity is a significant risk factor in the development of cardiovascular disease (CVD).

(a) One way of estimating if a person is obese is to find their Body Mass Index (BMI). Body Mass Index is calculated using the formula below.

BMIMass in kilograms

height in metres=

( )2

The table below provides the range of BMI values for different categories of people.

Category BMI range

Very severely underweight less than 15.0

Severely underweight from 15.0 to 15.9

Underweight from 16.0 to 18.4

Normal (healthy weight) from 18.5 to 24.9

Overweight from 25.0 to 29.9

Obese Class I (moderately obese) from 30.0 to 34.9

Obese Class II (severely obese) from 35.0 to 39.9

Obese Class III (very severely obese) over 40.0

(i) Calculate the BMI of a person who has a mass of 95 kg and a height of 1.75 metres.

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Answer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) Use your calculated value and the information in the table to find the category of this person.

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Category . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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*P45067A01124* Turn over

*(iii) People in this category are more likely to develop high blood pressure than people with a healthy weight.

Explain why someone who has a high blood pressure is at a significantly higher risk of developing CVD.

(4)

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*P45067A01224*

(b) Suggest one piece of medical advice that could be given to someone who does not have high blood pressure but who is obese.

Explain why this will help to reduce their risk of developing CVD. (3)

Medical advice: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Why this will reduce the risk of developing CVD: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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*P45067A01324* Turn over

(c) The graph below shows the death rates from CVD for men from four different European countries.

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Using the information in the graph, discuss the statement that death rates from CVD are falling.

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(Total for Question 5 = 12 marks)

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*P45067A01424*

6 Lysozyme is an enzyme found in tears. Lysozyme can destroy some bacteria by breaking down the polysaccharide chains that form part of their cell walls.

(a) The primary structure of lysozyme is a specific sequence of 129 amino acids.

Two of the amino acids that make up the active site are in positions 35 and 52 in the primary structure.

Suggest how these two amino acids could be brought closer together to form part of the active site of this enzyme.

(3)

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15

*P45067A01524* Turn over

(b) The graph below shows the effect of increasing the concentration of lysozyme on the initial rate of destruction of bacteria.

10 –

9 –

8 –

7 –

6 –

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3 –

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1 –

0 –0

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0.1

–

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–

0.3

–

0.4–

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–

Concentration of lysozyme / gdm–3

Initi

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y un

its

(i) Using the information in the graph, explain the effect of the concentration of lysozyme on the initial rate of destruction of bacteria.

(3)

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*P45067A01624*

(ii) Suggest why some of the data points in the graph do not fit on a straight line.(1)

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(c) Temperature affects the activity of lysozyme.

Suggest why increasing the temperature above 45 oC causes a decrease in the activity of lysozyme.

(2)

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(Total for Question 6 = 9 marks)

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*P45067A01724* Turn over

BLANK PAGE

18

*P45067A01824*

7 The diagram below shows four molecules, P, Q, R and S, found in living organisms.

(a) Place a cross in the box to complete each of the following statements.

(i) Two molecules of P can be joined together by(1)

A a hydrogen bond

B a hydrophobic interaction

C an ionic bond

D a peptide bond

(ii) A condensation reaction between two molecules of Q forms(1)

A an ester bond

B a glycosidic bond

C a hydrogen bond

D a peptide bond

H H

O

P

H C O C C C C C C H

O H H H H H

H H H H H

H

H C O C C C C C C H

O H H H H H

H H H H H

H C O C C C C C C H

O H H H H H

H H H H HH

S

OH

C

R

CN

HH

OH

Q

H

HOOHH

O

H

OHH

CH2OHH

HO

R

19

*P45067A01924* Turn over

(iii) Molecule R is(1)

A a fatty acid

B an amino acid

C deoxyribose

D glucose

(iv) One of the products of the hydrolysis of molecule S is(1)

A a triglyceride

B an amino acid

C glycerol

D water

(b) Name one element found in all molecules of Q that would not be found in carbohydrates.

(1)

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*P45067A02024*

(c) Draw a diagram to show the molecules produced when two molecules of R join together during a condensation reaction.

(3)

(d) Explain how the dipolar nature of water is essential for living organisms.(2)

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(Total for Question 7 = 10 marks)

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*P45067A02124* Turn over

8 During the cardiac cycle, muscles in the walls of the atria and ventricles contract and relax.

The graph below shows the changes in pressure that occur in the left side of the mammalian heart during one cardiac cycle.

15 –

10 –

5 –

0 –0.1

–

0.2

–

0.3

–

0.4

–

0.5

–

0.6

–

0.7

–

0.8

–

Pressure / kPa

Time / s

KeyAorta

Left ventricle

Left atrium

(a) Use the graph to identify the following.

(i) The time at which the bicuspid (left atrioventricular) valve closes.(1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . seconds

(ii) The pressure in the aorta when the semilunar (aortic) valve closes.(1)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . kPa

22

*P45067A02224*

(b) Using the information in the graph, describe the pressure changes that take place in the left ventricle during each stage of this cardiac cycle.

(3)

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*P45067A02324*

*(c) During this cardiac cycle, the changes in pressure that occur in the left atrium and in the left ventricle are different.

Using the information in the graph and your own knowledge, explain these differences.(5)

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(Total for Question 8 = 10 marks)

TOTAL FOR PAPER = 80 MARKS

Acknowledgements

http://www.health.state.mn.us/divs/fh/mch/webcourse/vision/coloboma.cfm

http://www.microscopy-uk.org.uk/mag/indexmag.html?http://www.microscopy-uk.org.uk/mag/artmar02/fleanatomy.html

24

*P45067A02424*

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P45068A©2015 Pearson Education Ltd.

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*P45068A0128*

BiologyAdvanced SubsidiaryUnit 2: Development, Plants and the Environment

Monday 1 June 2015 – AfternoonTime: 1 hour 30 minutes 6BI02/01You do not need any other materials.

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.• Answer the questions in the spaces provided – there may be more space than you need.

Information

• The total mark for this paper is 80.• The marks for each question are shown in brackets – use this as a guide as to how much time to spend on each question.• Questions labelled with an asterisk (*) are ones where the quality of your written communication will be assessed – you should take particular care with your spelling, punctuation and grammar, as

well as the clarity of expression, on these questions.• Candidates may use a calculator.

Advice

• Read each question carefully before you start to answer it.• Keep an eye on the time.• Try to answer every question.• Check your answers if you have time at the end.

Pearson Edexcel GCE

2

*P45068A0228*

Answer ALL questions.

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 details of the ultrastructure of a cell can be seen using an electron microscope.

(a) Complete the table below. If the organelle can be present, place a tick (ü) in the box and if the organelle could not be present, place a cross () in the box.

(4)

Organelles Prokaryotic cell Eukaryotic cell

centrioles

flagella

Golgi apparatus

ribosomes

(b) Place a cross in the box next to the correct word or words to complete each of the following statements.

(i) Plant and animal cells may both contain (1)

A amyloplasts, centrioles and mitochondria

B centrioles, mitochondria and rough endoplasmic reticulum

C chloroplasts, mitochondria and rough endoplasmic reticulum

D mitochondria, rough endoplasmic reticulum and smooth endoplasmic reticulum

(ii) The cytoplasmic connections between one plant cell and another are known as(1)

A middle lamellae

B plasmodesmata

C pits

D tonoplastsexem

plar

exem

plar

DRAFT

DRAFT

3

*P45068A0328* Turn over

(iii) Prokaryotic cells and plant cells both contain (1)

A a cell membrane and chloroplasts

B a cell membrane and mesosomes

C a cell wall and chloroplasts

D a cell wall and ribosomes

(iv) Woese suggested that there are three domains based on evidence from (1)

A molecular pharmacology

B molecular phylogeny

C molecular physiology

D phenetic taxonomy

(v) The two domains that contain prokaryotic cells are(1)

A Animalia and Bacteria

B Archaea and Bacteria

C Bacteria and Eukarya

D Bacteria and Plantae

(Total for Question 1 = 9 marks)

exem

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exem

plar

DRAFT

DRAFT

4

*P45068A0428*

2 Insulin is a protein produced by beta cells in the pancreas. Insulin is synthesised on ribosomes, then modified and packaged in vesicles. It is stored in these vesicles until it is secreted.

The diagram below shows the organelles involved in this process of modifying and packaging the insulin in vesicles.

*(a) Using the information in the diagram, describe how insulin is modified, packaged and secreted by the cell.

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cell surface membrane

vesicle containinginsulin

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exem

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5

*P45068A0528* Turn over

(b) Type 1 diabetes occurs when beta cells in the pancreas do not produce insulin.

Stem cells produced from skin cells can be used to replace these beta cells in mice. The skin cells can be stimulated to become pluripotent stem cells.

(i) Place a cross in the box next to the correct definition to complete the following statement.

Pluripotent stem cells are(1)

A specialised cells that can differentiate to give rise to almost any type of cell in the body, including totipotent cells

B specialised cells that can differentiate to give rise to any type of cell in the body, excluding totipotent cells

C unspecialised cells that can differentiate to give rise to almost any type of cell in the body, excluding totipotent cells

D unspecialised cells that can differentiate to give rise to any type of cell in the body, including totipotent cells

(ii) The pluripotent stem cells were injected into the mice. After eight weeks, these cells had developed into insulin-secreting beta cells.

Describe how these pluripotent stem cells became specialised beta cells.(4)

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(Total for Question 2 = 9 marks)

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DRAFT

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6

*P45068A0628*

3 Infertility reduces the chance of successful fertilisation of the egg by a sperm cell. There are many causes of infertility in humans.

One cause of infertility is cigarette smoking. Men who smoke cigarettes have a 30% higher risk of infertility.

Cigarette smoke contains nicotine. The effects of nicotine on the quality of sperm cells have been studied in rats.

Male rats were given nicotine at levels of either 0.5 mg per kg of body mass or 1.0 mg per kg of body mass.

The sperm cells produced by these rats were compared with sperm cells produced by a control group of rats. The rats in the control group were not exposed to nicotine. The defects in the sperm cells produced were recorded and the results are shown in the table below.

Type of sperm cellPercentage of each type of sperm cell (%)

Control 0.5 mg of nicotine per kg

1.0 mg of nicotine per kg

normal sperm cells 93.6 83.2 75.2

sperm cells with flagella defects 3.9 19.9

sperm cells with mid-piece defects 2.0 2.7 3.7

other defects, including missing heads

0.5 1.0 1.2

(a) (i) Complete the table to give the percentage of sperm cells with flagella defects when the rats were given 0.5 mg of nicotine per kg of body mass.

(1)

exem

plar

exem

plar

DRAFT

DRAFT

7

*P45068A0728* Turn over

(ii) Using the information in the table, calculate the difference in the percentage of sperm cells with defective flagella in rats given 1.0 mg of nicotine per kg of body mass compared with the control group.

(1)

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(iii) Name the organelle that may be missing from the sperm cells with mid-piece defects.

(1)

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(iv) Using the information in the table, suggest why nicotine reduces the movement of the sperm cells.

(4)

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*P45068A0828*

(b) A genetic cause of infertility is globozoospermia.

This condition results in round-headed sperm cells being produced. These sperm cells do not possess an acrosome.

Photograph A shows normal sperm cells and photograph B shows sperm cells from a man with globozoospermia.

Magnification ×500

Suggest why the sperm cells in photograph B would not be able to fertilise an egg.

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A B

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*P45068A0928* Turn over

(c) Suggest why a valid study on the effects of globozoospermia on fertility would have to be carried out on non-smokers.

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4 Almond trees can be grown from shoot tips using a tissue culture technique.

This involves removing explants (small pieces of plant tissue) from the shoot tips of adult plants. The explants are placed on a growth medium, such as agar. The explants develop roots and shoots as they grow into new plants.

Tissue culture techniques have to be carried out under conditions that prevent contamination of the explants.

(a) (i) Describe how contamination of a tissue culture is avoided.(2)

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(ii) Explain why contamination of tissue cultures has to be avoided.(2)

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(b) Explants of almond plant shoot tips were grown using tissue culture techniques.

The effect of pH on the development of shoots from the explants was investigated.

The graph below shows the effects of pH on the number of shoots that developed from each explant.

(i) Give two environmental factors that would have to be controlled when investigating the effect of pH on the development of shoots from the explants.

(2)

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(ii) Using the information in the graph, explain the effect of pH on the development of shoots from explants of almond trees.

(3)

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*P45068A01428*

5 The biodiversity of species in Costa Rica is one of the highest in the world.

Costa Rica represents 0.3% of the Earth’s total land area. It has 4% of all identified species of living organisms. Many of these species live in the rainforests of this country.

(a) (i) Explain what is meant by the term biodiversity.(2)

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(ii) Describe how the species richness of the rainforests in Costa Rica could be measured.

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(b) A study was carried out to investigate the antimicrobial properties of plants found in Costa Rica. The species tested are all used in traditional medicine.

Nine of the species tested showed antimicrobial properties and six of these species are found only in the rainforest.

(i) Suggest why the results of this investigation support the need to maintain biodiversity.

(2)

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*P45068A01528* Turn over

*(ii) The species tested included the Jatobá plant, Hymenaea courbaril.

The photograph shows leaves, flowers and seed pods of the Jatobá plant.

©Smithsonian Tropical Research Institute

Magnification ×0.3

Describe how the antimicrobial properties of the seeds of the Jatobá plant could be tested.

(5)

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DRAFT

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16

*P45068A01628*

(iii) Some of the plants tested could be used to develop new drugs to treat diseases caused by bacteria.

Before these drugs could be approved for use, they would have to be tested on animals and healthy volunteers.

Suggest why these drugs would have to be tested on animals and healthy volunteers.

(2)

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(Total for Question 5 = 12 marks)

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6 The photograph below shows part of a cellulose cell wall, as seen using an electron microscope.

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(a) Using the information in the photograph and your own knowledge, describe the structure of a cellulose cell wall.

(3)

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(b) Cellulose can be used to produce biofuel. The xylem tissue in wood is a good source of cellulose. The cell walls of this tissue are heavily lignified.

(i) Explain what is meant by the term tissue.(2)

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(ii) The cellulose in the xylem tissue of wood has to be broken down by enzymes before it can be used to produce biofuels.

The lignin has to be removed before the enzymes can be used to break down the cellulose.

The photographs below show fibres containing cellulose before and after the removal of lignin.

Source: SciELO

Magnification ×500

Using the information from the photographs, suggest how lignin adds strength to xylem tissue.

(2)

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Before removal of lignin After removal of lignin

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*P45068A02028*

(c) Mineral ions such as calcium, nitrate and magnesium are transported in the xylem vessels. These mineral ions are dissolved in water.

(i) Describe how the structure of xylem vessels allows them to transport water.(2)

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(ii) Explain how calcium, nitrate and magnesium ions are used by plants.(3)

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(Total for Question 6 = 12 marks)exem

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*P45068A02128* Turn over

7 The finches of the Galapagos Islands have different shaped beaks to feed on different food sources.

The photograph below shows one of these finches, the medium ground finch, Geospiza fortis. The medium ground finch has a deep beak that enables it to crush seeds.

© Greg Lasley

Magnification ×0.5

In the 1970s, there was a severe drought on the Galapagos Islands. This caused a decrease in the production of the seeds eaten by this finch.

The graph below shows the number of medium ground finches, on one of the Galapagos islands, from 1974 to 1978.

Num

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f fin

ches

Year

1000

1974 1975 1976 1977 19780

200

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*P45068A02228*

(a) Place a cross in the box next to the correct word or words to complete each of the following statements.

(i) The deep beak of the medium ground finch is an example of(1)

A anatomical adaptation

B behavioural adaptation

C physiological adaptation

D selective adaptation

(ii) The number of medium ground finches fell most rapidly from (1)

A 1974 to 1975

B 1975 to 1976

C 1976 to 1977

D 1977 to 1978

(b) Medium ground finches have a range of beak sizes.

Suggest an explanation for the variation in beak sizes in medium ground finches. (2)

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23

*P45068A02328* Turn over

(c) One of the few plants that survived during the drought produces seeds in large, tough fruits. These are very difficult to eat for birds with small beaks.

Sampling the birds that survived and those that died provided the data shown in the table below.

Mean beak size / mm Dead birds Survivors

length 10.69 11.07

depth 9.42 9.96

As the population of the medium ground finches recovered, the mean beak size of the offspring increased.

Using the information in the table, suggest how this increase in mean beak size was brought about by natural selection.

(4)

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*P45068A02428*

8 In 2014 at Longleat Safari Park, a decision was made to humanely kill a female lion and four of her cubs. These lions showed violent and aggressive behaviour to other lions.

These lions had serious genetic defects caused by inbreeding.

(a) (i) Suggest how inbreeding could have led to genetic defects in these lions.(2)

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*P45068A02528*

(ii) Describe how breeding programmes at zoos are designed to reduce the risk of inbreeding.

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*P45068A02628*

(b) When the female lion was first brought to Longleat Safari Park, the zookeepers noted symptoms including tremors, uncoordinated movements and aggressive behaviour.

It was thought that these problems were due to a poor diet when she was younger.

Her cubs were given a better diet at Longleat but they had the same symptoms as their mother.

Suggest what could have been the main cause of the problems in these lions. Give a reason for your answer.

(2)

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(Total for Question 8 = 8 marks)

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Write your name hereSurname Other names

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*P44530A0124*

BiologyAdvancedUnit 4: The Natural Environment and Species SurvivalMonday 8 June 2015 – AfternoonTime: 1 hour 30 minutes 6BI04/01You must have:Calculator, ruler, rubber and pencil.

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.

• Answer the questions in the spaces provided – there may be more space than you need.

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.• Questions labelled with an asterisk (*) are ones where the quality of your written communication will be assessed – you should take particular care with your spelling, punctuation and grammar, as

well as the clarity of expression, on these questions.

• Candidates may use a calculator.

Advice

• Read each question carefully before you start to answer it.

• Keep an eye on the time.

• Try to answer every question.

• Check your answers if you have time at the end.

Pearson Edexcel GCE

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*P44530A0224*

Answer ALL questions.

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 One role of the skin is to protect the body from infection.

(a) (i) Explain how skin flora protect the body from infection.(2)

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(ii) The skin produces lipids that protect the body from infection.

Place a cross in the box next to the correct explanation of how these lipids protect the body from infection.

(1)

A they are alkalis that kill bacteria

B they have antimicrobial properties that inhibit the growth of bacteria

C they are enzymes that destroy viruses

D they are water soluble and prevent viruses from replicating

(b) The skin contains a fibrous protein. This protein forms a barrier to the entry of microorganisms.

(i) Place a cross in the box next to the name of this protein.(1)

A cytokine

B interferon

C keratin

D lysozymeexem

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*P44530A0324* Turn over

(ii) The primary structure of a protein is important in determining its final structure and properties.

Describe the structure and properties of fibrous proteins.(4)

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(iii) Describe the roles of the template (antisense) DNA strand and mRNA in determining the primary structure of a protein.

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(Total for Question 1 = 12 marks)

exem

plar

exem

plar

DRAFT

DRAFT

4

*P44530A0424*

2 The diagram below shows part of the carbon cycle. The processes A, B, C, D and E, transfer carbon.

carbon dioxide in the air

oceansforests

fossil fuels

E

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A

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C

(a) Explain how carbon dioxide is removed from the air into the oceans by process A.(2)

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plar

exem

plar

DRAFT

DRAFT

5

*P44530A0524* Turn over

(b) Suggest how carbon dioxide is returned to the air from the oceans by process B.(1)

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(c) Place a cross in the box next to the gases produced by process C.(1)

A carbon dioxide and methane

B carbon dioxide and water vapour

C carbon dioxide, methane and water vapour

D carbon dioxide, oxygen and water vapour

(d) Describe the role of bacteria in process D in the diagram.(3)

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(e) Place a cross in the box next to the reaction in process E that uses carbon dioxide.(1)

A light-dependent reaction

B light-independent reaction

C photolysis

D photophosphorylation

exem

plar

exem

plar

DRAFT

DRAFT

6

*P44530A0624*

(f ) The table below shows how much carbon is being transferred by each of the processes in the diagram.

Process A B C D E

Mass of carbon transferred / au 338 332 23 444 450

(i) Calculate how much more carbon is entering the air than is leaving it.

Show your working.(2)

Answer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) Suggest why more carbon is entering the air than is leaving it.(3)

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(Total for Question 2 = 13 marks)

exem

plar

exem

plar

DRAFT

DRAFT

7

*P44530A0724* Turn over

3 Duckweed is a small plant that floats on the surface of water. It could be a source of animal feed as it grows very quickly. Duckweed absorbs dissolved inorganic ions and this decreases water pollution.

Duckweed grows by producing more fronds, which then separate into new plants.

The diagram below shows some duckweed growing in a beaker containing a solution of inorganic ions.

} one duckweed plant

solution of inorganic ions

fronds

roots

(a) The graph below shows the growth of duckweed over a four-day period.

70 –

60 –

50 –

40 –

30 –

20 –

10 –

0 –0

–

1

–

2

–

3

–

4

–

5

–

6

–

7

–

Time growing / days

Num

ber o

f duc

kwee

d fr

onds

exem

plar

exem

plar

DRAFT

DRAFT

8

*P44530A0824*

(i) Explain what the solution should contain for the optimum growth of duckweed.

(3)

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(ii) Explain how the information in this graph could be used to estimate the increase in growth after a further six days.

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*P44530A0924* Turn over

*(b) Describe an experiment that could be carried out to investigate the effect of temperature on the growth of duckweed.

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(Total for Question 3 = 10 marks)

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*P44530A01024*

4 Phagocytosis is a non-specific response of the body to infection.

(a) Explain the meaning of each of the following terms.

(i) Phagocytosis(2)

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(ii) Non-specific response(2)

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(iii) Infection(2)

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DRAFT

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*P44530A01124* Turn over

(b) Phagocytosis requires a source of energy in the form of ATP.

The diagram below shows the relationship between ATP and ADP.

reaction B

reaction A

ATPADP

Place a cross in the box next to the name of reaction A and reaction B.(2)

ReactionName of reaction

autolysis decarboxylation hydrolysis phosphorylation polymerisation

A

B

(c) ATP is synthesised in mitochondria.

(i) In the space below, draw and label a diagram to show the structure of a mitochondrion.

(4)

(ii) Name one other organelle that synthesises ATP.(1)

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(Total for Question 4 = 13 marks)

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DRAFT

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12

*P44530A01224*

5 Infection of the lungs with Mycobacterium tuberculosis can result in a range of symptoms. These symptoms can include severe breathing problems, a persistent cough and coughing up blood.

(a) The photograph below shows a tubercle in part of a lung infected with Mycobacterium tuberculosis, as seen using a light microscope.

A tubercle is a solid mass of dead tissue, macrophages and bacteria.

healthy lung tissue

tubercle

©John Burbidge/Science Photo Library

Magnification ×50

Using the information in the photograph and your knowledge of gas exchange surfaces, suggest why this infection can result in these symptoms.

(4)

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*P44530A01324* Turn over

(b) Treating Mycobacterium tuberculosis infections can be a problem, as the bacteria are resistant to many antibiotics.

There are many strains of Mycobacterium tuberculosis. Different strains are resistant to different antibiotics or combinations of antibiotics.

The chart below shows the percentage of resistant strains of Mycobacterium tuberculosis to six different antibiotics, or combinations of antibiotics, in 2006, 2007 and 2008.

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0 –2006 20082007

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INH + Rifampicin + Ethanbutol

Rifampicin

Ethanbutol

Streptomycin

Key:

(i) Using the information in the graph, compare the types of antibiotics and combinations of antibiotics that the Mycobacterium tuberculosis are resistant to in 2006 with 2007.

(3)

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*P44530A01424*

(ii) The percentage of strains of Mycobacterium tuberculosis resistant to the antibiotic INH has increased during these three years.

Suggest how natural selection could have resulted in this increase.(3)

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(iii) Suggest how hospitals could prevent an increase in the percentage of strains of Mycobacterium tuberculosis resistant to antibiotics.

(2)

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(Total for Question 5 = 12 marks)

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DRAFT

15

*P44530A01524* Turn over

6 The time of death of a person can be estimated in a number of ways. One method is to use a Henssge nomogram.

The Henssge nomogram relates the time of death to the ambient (surrounding) temperature, the core temperature and the mass of the body.

(a) Explain why the ambient temperature and the core temperature of the body are used to determine the time of death of a person.

(3)

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(b) The chart shows a Henssge nomogram.

The steps below need to be followed to estimate the time of death using the Henssge nomogram:

Step 1

Draw a straight line between the core temperature of the body and the ambient temperature ( = line 1)

Step 2

Draw a straight line that extends from the centre of the circle through the diagonal line, at the point where it crosses line 1 ( = line 2)

Step 3

Read the time of death from the nomogram at the point line 2 crosses the appropriate semicircle for the mass of the body.ex

empla

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16

*P44530A01624*

mass of the body / kg

core

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ture

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Henssge nomogramam

bient temperature / °C

circle

diagonal line

(i) A body was found. The mass of the body was 100 kg and the core temperature of the body was 25°C. The ambient temperature was 15°C.

Use the Henssge nomogram to estimate the time of death. (3)

time of death = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . hours ago

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*P44530A01724* Turn over

*(ii) The Henssge nomogram is used to estimate the time of death of a naked body, lying stretched out and in still air.

Suggest how a change in each of these three factors could affect the estimated time of death. Give reasons for your answer.

(6)

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(Total for Question 6 = 12 marks)

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*P44530A01824*

7 A survey was conducted in the USA to find out what harm people thought global warming could have.

The people were asked if they thought global warming could harm the eight groups shown in the diagram.

The diagram below shows the percentage of people who thought each group would be harmed.

62% plant and animal species

61% future generations of people

53% people in developing countries

50% people in industrialised nations

49% people in the USA

39% your community

35% your family

32% you

(a) Explain the meaning of the term global warming.(2)

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*P44530A01924* Turn over

(b) (i) Describe and explain how global warming could affect plant species.(4)

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(ii) Explain how the effects on plant species could affect animal species.(3)

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plar

exem

plar

DRAFT

DRAFT

20

*P44530A02024*

(c) This survey shows that 61% thought future generations of people could be harmed by global warming.

Suggest why the rest of the people surveyed thought that future generations of people would not be harmed by global warming.

(3)

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(Total for Question 7 = 12 marks)

exem

plar

exem

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DRAFT

DRAFT

21

*P44530A02124* Turn over

8 The graph below shows how the depth of water in a freshwater lake affects the net primary productivity (NPP).

Net

prim

ary

prod

uctiv

ityDepth of water / m

10

–

20

–

30

–

40

–

(a) Place a cross in the box next to the units that should appear on the y-axis of this graph.

(1)

A kg

B kJ m–1

C kJ m–2 year–1

D kg m–1 year–1

(b) Place a cross in the box next to the equation that describes the relationship between NPP, gross primary productivity (GPP) and respiration (R).

(1)

A GPP = R – NPP

B NPP = GPP – R

C NPP = GPP + R

D R = GPP + NPP

exem

plar

exem

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DRAFT

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22

*P44530A02224*

(c) Suggest an explanation for the effect of depth of water on the NPP in this freshwater lake.

(4)

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(Total for Question 8 = 6 marks)

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BiologyAdvancedUnit 5: Energy, Exercise and Coordination

Wednesday 17 June 2015 – MorningTime: 1 hour 45 minutes 6BI05/01

You must have:

A copy of the scientific article taken from Nature and Scientific American (enclosed).

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.

Answer the questions in the spaces provided – there may be more space than you need.

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. Questions labelled with an asterisk (*) are ones where the quality of your

written communication will be assessed – you should take particular care with your spelling, punctuation and grammar, as

well as the clarity of expression, on these questions. Candidates may use a calculator.

Advice

Read each question carefully before you start to answer it. Keep an eye on the time. Try to answer every question. Check your answers if you have time at the end.

Pearson

Edexcel GCE

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*P44872A0224*

Answer ALL questions.

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 Humans have a nervous system that has a variety of neurones.

(a) The human brain is made up of a number of areas containing many millions of neurones.

Place a cross in the box that identifies the areas of the brain associated with riding a bicycle uphill.

(i) the decision to ride the bicycle(1)

A cerebrum

B cerebellum

C hypothalamus

D medulla

(ii) initiating an increase in sweating during the ride(1)

A cerebrum

B cerebellum

C hypothalamus

D medulla

3

*P44872A0324* Turn over

(b) Voltage-gated K+ and Na+ channels are involved in the transmission of impulses in sensory and motor neurones.

(i) The table below identifies two stages in the transmission of an impulse in a sensory neurone.

Place a tick ( ) in each box that correctly identifies whether the channels are open or closed during these two stages.

(2)

StageVoltage-gated K+

channels open

Voltage-gated K+

channels closed

Voltage-gated Na+

channels closed

Depolarisation

Repolarisation

(ii) The diagram below shows a myelinated motor neurone.

A

D

B

C

Place a cross in the box that labels the site where neurotransmitters bind and initiate depolarisation.

(1)

A

B

C

D

4

*P44872A0424*

(iii) Describe the differences in the structure of a myelinated sensory neurone and a myelinated motor neurone.

(3)

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(Total for Question 1 = 8 marks)

5

*P44872A0524* Turn over

2 A human heart can work effectively for over a hundred years but many people throughout the world have heart problems.

(a) Explain how the sinoatrial node (SAN) ensures that oxygenated blood enters the aorta.

(4)

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*P44872A0624*

*(b) The treadmill test can be used to diagnose heart problems.

This test requires a person to walk on a treadmill whilst an electrocardiogram (ECG) is recorded.

The angle of the treadmill is raised to increase the level of exercise. The photograph below shows a person carrying out the treadmill test.

Explain how the heart rate of this person is controlled as the level of exercise increases during this test.

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7

*P44872A0724* Turn over

(c) The ECG below was recorded at rest.

(i) This person had a resting heart rate of 74 beats per minute.

Calculate the time taken for this ECG. Show your working.(2)

Answer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) Suggest suitable units for the vertical axis (y-axis) of this ECG.(1)

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(Total for Question 2 = 13 marks)

8

*P44872A0824*

3 An investigation was carried out to study the effect of positive and negative physical and emotional experiences on humans.

The positive physical experience was a warm object placed on the arm of a person for five seconds.

The negative physical experience was a hot object placed on the arm of a person for five seconds.

All other variables were kept constant.

Two groups of people were used in this investigation. In the first group, the warm object was used before the hot object. In the second group, the hot object was used before the warm object.

After each experience, the individuals were asked to rate their feelings using the scoring system below.

Feelings Score

Very bad 1

Bad 2

Neutral 3

Good 4

Very good 5

(a) Suggest why one group had the warm object placed on their arm before the hot object and the other group had the hot object placed on their arm first.

(2)

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9

*P44872A0924* Turn over

(b) These two groups were then exposed to a positive emotional experience and a negative emotional experience.

The mean results for the investigation are shown in the table below.

ExperienceMean score for feelings and standard deviation

Physical Emotional

Positive 4.5 ± 0.5 4.2 ± 0.4

Negative 1.9 ± 0.6 1.7 ± 0.4

A student concluded that the physical experiences and emotional experiences were similar.

Using information in the table, comment on the validity of this conclusion.(4)

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*P44872A01024*

(c) This investigation then used a scanning technique to study whether the same areas of the brain were involved in both physical experiences and emotional experiences.

(i) Suggest the scanning technique required to study the brain in this investigation. Give reasons for your choice.

(3)

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(ii) It was found that an area of the brain called the insula was involved in both physical experiences and emotional experiences. The insula is found just above the hypothalamus.

Using the diagram below, place a cross in the box that identifies the area of the insula.

(1)

A

DB

C

A

B

C

D

(Total for Question 3 = 10 marks)

11

*P44872A01124* Turn over

4 An investigation was carried out to study the effect of light on the mammalian retina.

Part of the retina of a young rat was removed and kept in the dark for two hours. This allowed the pigment in the rod cells to recover from bleaching caused by exposure to light.

(a) Suggest what happens in the rod cells during this two hours of darkness.(5)

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12

*P44872A01224*

(b) When the retina had recovered from bleaching, the resting potential of the bipolar neurones in the retina was found to be –43 mV.

The retina was then exposed to a range of light intensities. Each light intensity caused the bipolar neurones to depolarise. The peak voltage of the depolarisation for each light intensity was recorded.

All other variables were kept constant.

The investigation used retinas from an additional 14 rats.

The mean results are shown in the table below.

Light intensity

/ arbitrary units

Mean peak voltage of

depolarisation / mV

1 11

3 18

6 19

9 20

12 20

13

*P44872A01324* Turn over

(i) Using the information in the table, describe the effect of light intensity on the mean peak voltage of depolarisation.

(2)

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(ii) Suggest an explanation for the effect of light intensity on the mean peak voltage of depolarisation in these neurones.

(4)

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*P44872A01424*

(c) Suggest two reasons why some people might have objections to the use of rats in this investigation.

(2)

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(Total for Question 4 = 13 marks)

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*P44872A01524* Turn over

5 The tissues of some animals can carry out anaerobic and aerobic respiration.

(a) Three investigations were carried out to study respiration in an animal tissue, using the apparatus shown below.

The tissue used glucose as the respiratory substrate.

All other variables were kept constant.

Clip

Platform for animal

tissue

Animal tissue

Potassium hydroxide solution

Coloured liquid

200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

Scale (mm)

The table below shows the three investigations that were carried out and the result for investigation 1.

Investigation Type of

respiration

Potassium

hydroxide

solution absent

or present

Coloured

liquid

moved to

the left

Coloured

liquid

moved to

the right

Coloured

liquid did

not move

1 Anaerobic Absent

2 Aerobic Absent

3 Aerobic Present

(i) Complete the table by placing a cross in one box for each of investigations 2 and 3 to show the response of the coloured liquid.

(2)

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*P44872A01624*

(ii) Explain why the coloured liquid did not move in investigation 1.(3)

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(iii) Reduced NAD (NADH + H+) would be formed in investigations 2 and 3.

Describe the fate of reduced NAD in aerobic respiration.(4)

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*P44872A01724* Turn over

(b) Explain how investigation 3, shown in the table, could be used to compare the rate of respiration of two different tissues.

(2)

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(Total for Question 5 = 11 marks)

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*P44872A01824*

6 A number of drugs, including EPO, have been used by athletes.

EPO is a drug that stimulates the formation of red blood cells. EPO has been used to enhance the performance of certain types of athlete.

(a) Sprinters usually have more fast twitch fibres in their leg muscles than long distance runners.

Suggest why EPO may have less of an effect on the performance of a sprinter than on a long distance runner.

(3)

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(b) Suggest two ethical reasons why the use of drugs, such as EPO, should be banned from sport.

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(Total for Question 6 = 5 marks)

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*P44872A01924* Turn over

7 The scientific article you have studied is adapted from articles in Nature and Scientific American.

Use the information from the article and your own knowledge to answer the following questions.

(a) Rabies is a ‘nasty infection’ caused by a virus (paragraph 5). Explain how scientists would be able to determine that the rabies pathogen is a virus.

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*(b) Suggest how researchers had genetically modified the pathogen to ‘provoke an effective immune response’ (paragraph 12).

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*P44872A02024*

(c) Octopamine is a neurotransmitter (paragraph 24). Libersat and his team believe that wasp venom probably blocks octopamine receptors in the central nervous system of the cockroach.

Suggest two ways that the ‘compound that reactivates octopamine receptors’ (paragraph 25) could work.

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(d) Suggest how scientists, such as Hughes, could have estimated that ants comprise ‘half of all insect biomass worldwide’ (paragraph 31).

(3)

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*P44872A02124* Turn over

(e) ‘While the manipulated individual may look like an ant, it represents a fungal genome expressing fungal behaviour through the body of an ant’ (paragraph 33).

Suggest how fungal genes may be expressed and affect the behaviour of these ants.

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(f ) Suggest what is meant by the term clock genes (paragraph 35).(2)

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(g) Suggest how a lack of ‘signals’ (paragraph 36) could lead to muscle atrophy.(4)

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(h) ‘Instead of one variable species’ (paragraph 44), Evans, Hughes and Elliot have identified four new species of the fungus.

Suggest how these could have been identified as separate species.(4)

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(i) There is evidence showing that ants parasitised by the fungus bite the main veins of leaves (paragraphs 35 and 47).

Suggest the advantages to the zombie fungus of this ant behaviour.(2)

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Scientific article for use with Question 7.

Fearless Mice and Insect Zombies

Protozoa Could Be Controlling Your Brain

1. The ancient debate surrounding the existence of free will appears unresolvable, a metaphysical question that generates much heat yet little light. Common sense and volumes of psychological and neuroscientific research reveal, however, that we are less free than we think we are. Our genes, our upbringing and our environment influence our behaviors in ways that often escape conscious control. Understanding this influence, the advertisement industry spent approximately half a trillion dollars worldwide in 2010 to shape the buying decisions of consumers. And extreme dictatorships, such as that in North Korea, remain in power through the effective use of insidious and all-pervasive forms of propaganda. Yet nothing approaches the perfidy of the one-celled organism Toxoplasma gondii, one of the most widespread of all parasitic protozoa. It takes over the brain of its host and makes it do things, even actions that will cause it to die, in the service of this nasty hitchhiker. It sounds like a cheesy Hollywood horror flick, except that it is for real.

2. We know that illness in general can slow us down, incapacitate us and, in the worst case, kill us. Yet this organism is much more specific. Natural selection has given rise to pathogens that infiltrate the nervous system and change that system’s wiring to achieve its ultimate purpose, replication—like a computer virus that reprograms an infected machine.

3. Such is the case with T. gondii. It sexually reproduces only in the intestines of cats yet can maintain itself indefinitely in any warm-blooded animal. Infected cats shed millions of their oocysts in their feces. Taken up by all kinds of animals, including dogs, rodents and humans, they infect muscle and the brain to escape attacks by the host’s immune system. Hidden away, they remain dormant as cysts, surrounding themselves with a tough cell wall. Yet this quiet stage of infection, called toxoplasmosis, is deceptive. Violating all rules of good hospitality, these invaders make the host’s brain do things counterproductive to its own survival.

4. Toxoplasmosis has been most thoroughly studied in rats and mice. Both species have a deep-seated, innate fear of cats for obvious reasons. Spray a bit of cat urine into a corner, and the rodent will avoid this location, well, like the plague. In contrast, an infected animal loses its innate fear of cats. By some measures, it even appears to be mildly attracted to the smell of felines. This is an unfortunate turn of events for the rodent, because it is now more likely to be successfully hunted by a cat. On the other hand, this is a great deal for T. gondii. When the cat devours the sick critter and its contaminated brain, T. gondii moves into its final host, where it reproduces, completing its life cycle. Not quite what the romantics have in mind when they write about “the circle of life”!

5. The behavioral manipulation induced by T. gondii is quite specific. The infected rodent doesn’t look sick; its weight is normal; it moves about normally, possibly a bit more frantically than other mice; it grooms itself; and it interacts routinely with its conspe cifics. Think how different this case is from what happens in rabies, another nasty infection. The animal loses its instinctual shyness, aggressively attacking others (the proverbial mad dog), thereby spreading the rabies virus through its bite. But because T. gondii can reproduce only in felines, it wants its host to be eaten by cats, not by just any carnivore. And because cats hunt live prey and do not eat carrion, T. gondii must not immediately kill its temporary host.

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Rodents Aren’t Superheroes

6. How does T. gondii effect its insidious changes in the host? Experiments by Joanne P. Webster of Imperial College London, Robert Sapolsky of Stanford University and others have shown that infected rats or mice do not turn into the murine equivalent of Siegfried, the hero of Wagner’s Ring who knew no fear. No, they still avoid open spaces, remain nocturnal creatures, retain their aversion to the urine of other predators and learn to fear a tone associated with a foot shock. Might the protozoa have stunted their smell? After all, if they cannot smell anything anymore, they would not know how to avoid places smelling of cat urine. But infected mice still avoid food if it smells different—an aversion that arose partly because for centuries humans have been trying to control rodents by poison. The infected mice also respond appropriately to the smell of their littermates.

7. Clues about how the parasites affect the animal come from several observations. First, the density of cysts in the amygdala is almost double that in other brain structures involved in odor perception. Parts of the amygdala have been linked to anxiety and the sensation of fear. Second, the genome of T. gondii contains two genes related to mammalian genes involved in the regulation of dopamine, the molecule associated with reward and pleasure signals in the brain, including in ours. So perhaps the creepy protozoa makes suicidal activities, such as hanging around places frequented by cats, feel more pleasurable for the infected rodent?

8. What elevates this vignette about evolution and life in the wild to epic proportions for humanity is that about a tenth of the U.S. population is infected by T. gondii (in some countries, such as France, the infection rate is seven to eight times higher, possibly because of the widespread consumption of uncooked and undercooked meat). Human toxoplasmosis is usually considered to be symptom-free (what doctors refer to as asymptomatic). Exceptions are patients with a weakened immune system and the unborn (hence the need for pregnant women to avoid cleaning cat-litter boxes).

Parasite makes mice lose fear of cats permanently

9. People with schizophrenia are more likely than the general population to have been infected with Toxoplasma, and medications used to treat schizophrenia may work in part by inhibiting the pathogen’s replication.

10. Schizophrenia is thought to involve excess activity of the neurotransmitter dopamine in the brain. This has bolstered one possible explanation for Toxoplasma’s behavioural effect: the parasite establishes persistent infections by means of microscopic cysts that grow slowly in brain cells. It can increase those cells’ production of dopamine, which could significantly alter their function. Most other suggested mechanisms also rely on the presence of cysts.exemplar

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Persistent trait

11. Research on Toxoplasma has mainly used the North American Type II strain. Wendy Ingram, a molecular cell biologist at the University of California, Berkeley, and her colleagues investigated the effects of two other major strains, Type I and Type III, on mouse behaviour. They found that within three weeks of infection with either strain, mice lost all fear of cat odour —showing that the behavioural shift is a general trait of Toxoplasma.

12. More surprising was the situation four months after infection. The Type I pathogen that the researchers used had been genetically modified to provoke an effective immune response, allowing the mice to overcome the infection. After four months, it was undetectable in the mouse brain, indicating that no more than 200 parasite cells remained. “We actually expected that Type I wouldn’t be able to form cysts, and therefore wouldn’t be able to cause the behaviour change,” explains Ingram.

13. But that was not the case: the mice remained as unperturbed by cat odour as they had been at three weeks. “Long after we lose the ability to see it in the brain, we still see its behavioural effect,” says geneticist Michael Eisen, also at Berkeley.

14. This suggests that the behavioural change could be due to a specific, hard-wired alteration in brain structure, which is generated before cysts form and cannot be reversed. The finding casts doubt on theories that cysts or dopamine cause the behavioural changes of Toxoplasma infections.

Mind and matter

15. Joanne Webster highlights the worrying implication that if the behavioural changes of Toxoplasma-caused schizophrenia are fixed, treatments that are intended to target cysts might have no effect. However, she notes that mice are not the best model for Toxoplasma infection in humans, because they experience more severe symptoms and complications. Webster uses rats in her research.

16. Ingram says that her group is using mice because of the better genetic tools available to help to uncover the mechanism behind behavioural changes. However, she is not yet convinced of the link between Toxoplasma infections and schizophrenia. Her findings may actually weaken that link, because they seem to provide evidence against the dopamine hypothesis.

17. She notes that Toxoplasma infections are common around the world, but their prevalence varies by region, whereas schizophrenia rates are consistent at around 1% globally. Furthermore, it is possible that the increased rate of Toxoplasma infections among people with schizophrenia is caused by them being more likely to pick up the parasite, rather than by the parasite causing schizophrenia.

Mice infected with toxoplasmosis lose their instinctive fear for the smell of cats—and the parasite’s effects may

be permanent.Wendy Ingram/Adrienne Greene

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How To Make A Zombie Cockroach

18. Researchers have worked out the neurological trick used by a species of wasp to turn cockroaches into ‘zombie slaves’. The discovery explains why, once stung, cockroaches can be led by a much smaller master towards certain death. Researchers have proven their theory by replicating the effect, and by using an antidote injection to release the cockroaches from their zombie state.

19. Zombie insects might sound like the B-movie plot device from heaven (or hell, depending on your cinematic preferences). But to the emerald cockroach wasp (Ampulex compressa), they’re a tried and tested way to provide food for their hungry larvae.

20. The wasp, which lives in tropical regions of Africa, India and the Pacific Islands, relies on cockroaches for its grisly life cycle. But unlike many venomous predators, which paralyse their victims before eating them or dragging them back to their lair, the wasp’s sting leaves the cockroach able to walk, but unable to initiate its own movement.

21. The wasp then grabs the cockroach’s antenna and leads it back to the nest. The cockroach walks “like a dog on a leash”, says Frederic Libersat of Ben-Gurion University of the Negev in Israel, who led the research and has previously described the wasps’ behaviour in detail. Once home, the merciless wasp lays an egg on the docile cockroach’s belly, and the larva, once hatched, devours the hapless insect.

Toxic cocktail

22. But although the zombie cockroach phenomenon has been well documented, Libersat and his colleagues still didn’t know how exactly the wasps pull off the trick. “We know the wasp injects a rich cocktail of toxins,” Libersat says. But it was unclear how the venom could alter the victims’ behaviour so subtly.

23. The researchers knew that the wasps tend to sting the cockroaches once to subdue them, then adminster another, more precise sting right into their victim’s brain. So they suspected that the venom might work by blocking a key chemical messenger.

24. The results of their latest experiment, published in the Journal of Experimental Biology, support that theory. The researchers report that the venom works to block a neurotransmitter called octopamine, which is involved in preparations to execute complex behaviours such as walking.

25. Libersat and his team found that they could restore spontaneous walking behaviour in stung cockroaches by giving them a compound that reactivates octopamine receptors in the insects’ central nervous system. This, they conclude, means that the wasp venom probably blocks these receptors.

26. What’s more, the researchers discovered that injecting unstung cockroaches with a compound that blocks these receptors produced a similar effect to that of the venom.

Sting in the brain: a toxic injection renders cockroaches submissive.

Libersat

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Undead-End: Fungus That Controls Zombie-Ants Has Own Fungal Stalker

27. An unsuspecting worker ant in Brazil’s rainforest leaves its nest one morning. But instead of following the well-worn treetop paths of its nest mates, this ant stumbles along clumsily, walking in aimless circles, convulsing from time to time.

28. At high noon, as if programmed, the ant plunges its mandibles into the juicy main vein of a leaf and soon dies. Within days the stem of a fungus sprouts from the dead ant’s head. After growing a stalk, the fungus casts spores to the ground below, where they can be picked up by other passing ants.

29. This strange cycle of undead life and death has been well documented and has earned the culprit the moniker: “zombie-ant” fungus—even in the scientific literature. But scientists are just learning the intricacies of this interplay between the Ophiocordyceps parasitic fungus and the Camponotini carpenter ants that it infects. Fossil evidence implies that this zombifying infection might have been happening for at least 48 million years. Recent research also suggests that different species of the fungus might specialize to infect different groups of ants across the globe. And close examination of the infected ant corpses has revealed an even newer level of spooky savagery—other fungi often parasitize the zombie-ant fungus parasite itself.

30. “We have advanced a great deal in understanding how the fungus controls ant behavior,” David Hughes, an assistant professor of entomology and biology at The Pennsylvania State University, says. Every few months scientists are discovering yet another peculiar trait that, added together, make this parasite one of the most insidious infections—or perhaps that honor goes to the parasite that ultimately kills the killer parasite.

Deadly infection

31. This clever Ophiocordyceps fungus depends on ants to reproduce and spread, but it has found an abundant host animal. As Hughes notes, ants have been incredibly successful, currently comprising an estimated half of all insect biomass worldwide.

32. One of the first clues that a tropical carpenter ant has become infected with Ophiocordyceps is that it will leave the dry tree canopy and descend to the humid forest floor, staggering over debris and plants. “Infected ants behave as zombies,” Hughes and his colleagues wrote in a 2011 BMC Ecology paper describing some of the latest findings. The ant will walk randomly, displaying “convulsions that make them fall down and thus preclude them from returning to the canopy,” they noted, comparing the stumbling gait with a “drunkard’s walk.”

33. The clumsiness cannot, however, be blamed on the ant. “While the manipulated individual may look like an ant, it represents a fungal genome expressing fungal behavior through the body of an ant,” the researchers noted in the paper. Hence the zombie designation.

ZOMBIE-AnT FUnGUS FEAST: New research is uncovering how zombie-ant fungus might

control its hosts. But this parasite also has its own fungal threats.

Image: Wikimedia Commons/David Hughes/ Maj-Britt Pontoppidan/PLoS ONE

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34. Evans suggests that a nerve toxin spurred on by the fungus is at least partly to blame, “judging from the uncoordinated movements and hyperactivity of the ants infected,” he says. Ants that have been dissected at this stage of infection reveal heads already full of fungal cells.

35. Eventually, an affected ant will stop on the underside of one leaf, roughly 25 centimeters from the forest floor, and clamp down on the leaf’s main vein. (This position appears to be optimal for the fungus’s later stage in which it ejects spores onto the soil directly below.) Biting leaves is not normal ant behavior. The zombies’ bites are synchronized near noon (possibly cued by clock genes in the fungus) and usually occur in a north-northwestern orientation.

36. Scientists have found that the fungus also triggers atrophy in its victim’s muscles—specifically those around its mandibles. This atrophy is prompted by metabolites that purge the muscle cells of mitochondria and sarcoplasmic reticulum (which provide energy and signals), according to the BMC Ecology research. Perhaps counterintuitively, when the infected ant bites onto the leaf vein in its so-called “death grip” this atrophy causes it to have lockjaw, leaving it there to die. This seemingly small detail is crucial to the fungus’s success. “Without the death grip,” Hughes explains, “the ant would fall to the ground,” destroying the launching point for the fungus’s spores.

37. By that stage, cells from the fungus have grown even more numerous in the ant’s body. They have proliferated around the ant’s brain and between surrounding muscle fibers but have not entered the brain, glands or muscles, making the manipulation all the more amazing.

38. Ants appear to die within six hours after their final bite. About two to three days later a fungal stalk will start to emerge from the back of the ant’s head. After maturing over the course of weeks the stalk’s head will shoot spores onto the soil below. Researchers have also discovered that this relatively slow-growing fungus can have its main stem broken off and regrow it later. Foraging worker ants can unwittingly pick up spores as they pass by.

39. The death of an ant outside of its colony and subsequent growth of the fungal stalk might be key adaptations of the fungus, researchers have hazarded. “Ants quickly remove dead nest mates so that dying in the nest would not allow sufficient time for stalk development and spore release” before the dead host ant was ejected, Hughes and his colleagues noted in their BMC Ecology paper.

40. The doomed ants do not wander too far afield, often ending up within meters of their familiar territory. And large groups of dead ants are commonly found near colonies. These graveyards can contain anywhere from 50 to hundreds of corpses, says Sandra Andersen, currently of the University of Oxford’s Department of Zoology, who has studied many of these sites. If a nearby colony is new, there is not likely to be as large a graveyard—yet.

41. Ants’ complex and large social groups are thought to be one of the keys to their global abundance. The fungus has capitalized on ants’ social behavior. “Sociality can be thought of as evolution’s winning lottery ticket,” Hughes says. But “this zombie fungus is natural selection’s tax man.”

42. The zombie fungus, however, cannot live without the winning ants’ continued success. It appears to be an obligate parasite, requiring a specific, local species of ant for it to inhabit, grow and propagate its spores.

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A specialized but global threat

43. The ants best known for getting zombified by the Ophiocordyceps fungus are tree-dwelling carpenter ants found in Brazil and Thailand, but the fungus is thought to be broadly distributed in tropical areas around the globe. In fact, the full range of strange behavior—observed in Sulawesi, Indonesia—was first described in the scientific literature by Alfred Russell Wallace in the 19th century.

44. Although many ants in different areas are similarly infected and dispatched in this strange way, the species of fungus infecting them is not at all the same. “Instead of one variable species, there may be tens or even hundreds,” says Harry Evans, a principal scientific officer at the Center for Agricultural Bioscience International. In a 2011 paper published in PLoS ONE, Evans, Hughes and Simon Elliot (of the Department of Animal Biology at the Federal University of Vicosa in Brazil) described four new species of the Ophiocordyceps fungus that were found in just a small section of rainforest in Brazil’s southeastern state of Minas Gerais. Each of these species was associated with a different Camponotus ant species, denoting a high degree of specialization.

45. This hint at such vast diversity and specialization also contains broader implications for assumptions about fungus numbers in general. “We may need to increase fungal diversity estimates by these sorts of factors,” Evans notes.

Ancient scourge

46. The zombifying fungus’s vast geographic distribution also hints at the possibility that it has been possessing ants at least since before many of the continents split apart. But these delicate organisms have not been discovered in fossils. Other examples of parasitism have been found preserved in amber dating back 150 million years, and they reveal the parasite and host as a common arrangement—but not any evidence of actual behavior manipulation.

47. Research published in Biology Letters in 2010 describes a 48-million-year-old fossilized leaf from Germany that bears the distinctive scars of a bite from an ant’s mandible on its main vein. The researchers, led by Hughes, describe the find as perhaps “the first example of behavioral manipulation in the fossil record.” During that time period the region of Germany would have been similar in climate to the areas of Thailand where contemporary zombie-ant fungus has been documented.

A parasite’s parasite

48. The zombie-ant fungus is not the end of the parasitizing line, however—it meets its own death at the work of yet another parasite.

49. Andersen and her colleagues have found that a different breed of fungi grow over the ant corpse and the emerging fungus stalk. By covering the original fungus and its stalk, this secondary fungus—or hyperparasite—effectively prevents the zombie-ant fungus from ejecting its spores. “It looks like they completely sterilize it,” Andersen says of the second-level parasite.

50. Even these hyperparasites seem to be specialized for growing on specific parasitizing fungi. “They’re not really growing on anything else” in the area, Andersen says. This makes the hyperparasite another obligate parasite, which depends on the zombie-ant fungus, which depends, in turn, on the carpenter ant colony. “Once you’re very successful, something else will take advantage of it,” she notes. “It’s really a little ecosystem in its own [right].”

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51. The zombie-ant fungus’s doom, of course, is little consolation for the infected ant. But the castration of the ant-killing fungus means that it will not go on to turn other local ants into zombies. This hobble might, in fact, be one of the reasons the zombie-ant fungus has been so successful over the long term. As a deadly infection, it could severely damage an ant colony. But, if another parasite renders more than half of its mature spores infertile (and more still failing to reproduce due to other interferences), that creates a sort of equilibrium with a colony. According to the research by Andersen and her colleagues (published in May 2012 in PLoS ONE), the actual reproduction rate for each mature zombie-ant fungus organism is a little more than one new mature organism, thus allowing the species and local population to sustain itself as long as there are ants nearby to infect.

52. In addition to the fungicidal fungi, scientists have also seen small bugs laying their eggs in the infected ant corpse, where their larvae can then eat the growing fungus. These bugs include specialized gall midges (in the Cecidomyiidae family) and a species that appears to be new to science, Hughes says. “It seems their entire nutrition comes from eating the fungus that manipulates ant behavior.”

53. Are such hyper-specialized hyperparasites a freak occurrence? Apparently not: “We have found it all over the world, and most [ant] cadavers have hyperparasites exploiting the zombie-ant fungus at some stage,” Hughes notes. And Anderson suspects “the more people study parasites, the more examples we’ll find.” Even if they are hiding in darker corners.

54. Indeed, Evans, Hughes and others continue to hunt for more bizarre, opportunistic organisms. Evans is collecting more zombie ants in Brazil, as part of what he and Hughes have unofficially dubbed the “World Ant Tour.” The hunt may be a race against time, however. When Evans returned to a field site in Ghana where he had found different genera of possessed ants in the 1970s, “we could not find any of the forest sites,” he says. They were “all cleared, gone and largely invaded by exotic weeds. In fact, the same thing occurs every time I revisit the places that I have worked over the past 40-plus years,” he notes.

55. Learning about zombie-ant funguses is not simply an exercise in outré science. As Hughes notes, discovering more about both the fungus and the ant behavior and signaling dynamics could add to research about pest control for agriculture. “Lots of the pure discoveries we make have great import for food security and the challenges farmers in tropical countries face from insects and fungi that infect their crops,” he notes. But garnering such knowledge will require more zombie corpses to collect and study.

References

How to make a zombie cockroach, Michael Hopkin, Nature doi:10.1038/news.2007.312 Published online 29 November 2007from: http://www.nature.com/news/2007/071129/full/news.2007.312.html

Parasite makes mice lose fear of cats permanently, Eliot Barford, Nature doi:10.1038/nature.2013.13777 18 September 2013from: http://www.nature.com/news/parasite-makes-mice-lose-fear-of-cats-permanently-1.13777

Protozoa Could Be Controlling Your Brain, Christof Koch, Scientific American (14 April 2011)from: http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=fatal-attraction

Undead-End: Fungus That Controls Zombie-Ants Has Own Fungal Stalker, Katherine Harmon, Scientific American (8 November 2012)from: http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=zombie-ant-fungus-parasite

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Mark Scheme (Results) Summer 2015 Pearson Edexcel GCE in Biology (6BI01) Paper 01 Transport, Genes & Health

Edexcel and BTEC Qualifications Edexcel and BTEC qualifications are awarded by Pearson, the UK’s largest awarding body. We provide a wide range of qualifications including academic, vocational, occupational and specific programmes for employers. For further information visit our qualifications websites at www.edexcel.com or www.btec.co.uk. Alternatively, you can get in touch with us using the details on our contact us page at www.edexcel.com/contactus. Pearson: helping people progress, everywhere Pearson aspires to be the world’s leading learning company. Our aim is to help everyone progress in their lives through education. We believe in every kind of learning, for all kinds of people, wherever they are in the world. We’ve been involved in education for over 150 years, and by working across 70 countries, in 100 languages, we have built an international reputation for our commitment to high standards and raising achievement through innovation in education. Find out more about how we can help you and your students at: www.pearson.com/uk Summer 2015 Publications Code US040914* All the material in this publication is copyright © Pearson Education Ltd 2015

General Marking Guidance

• All candidates must receive the same treatment. Examiners must mark the first candidate in exactly the same way as they mark the last.

• Mark schemes should be applied positively. Candidates must be rewarded for what they have shown they can do rather than penalised for omissions.

• Examiners should mark according to the mark scheme not according to their perception of where the grade boundaries may lie.

• There is no ceiling on achievement. All marks on the mark scheme should be used appropriately.

• 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 may be limited.

• When examiners are in doubt regarding the application of the mark scheme to a candidate’s response, the team leader must be consulted.

• Crossed out work should be marked UNLESS the candidate has replaced it with an alternative response.

Question Number Answer Additional Guidance Mark

1(a) idea that the (RNA) nucleotides attach to this strand OR idea of {nucleotide / base } sequence that directs the synthesis of {complementary sequence / mRNA / eq} ;

ACCEPT complementary to RNA nucelotides, codes for mRNA, {part of the DNA / antisense } strand that the mRNA is built along, NOT DNA nucleotides, plural strands

(1) Question Number Answer Mark

1(b)(i) D have a sugar-phosphate chain ;

(1) Question Number Answer Mark

1(b)(ii) C semi-conservative replication is possible ;

(1) Question Number Answer Mark

1(b) (iii) A 10% ;

(1) Question Number Answer Additional Guidance Mark

1(c)

U G A A A G C G G G C U

1. both uracils correct ;

2. the rest of the sequence correct ;

(2)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

1 (d)

Any three from:

replication transcription

1 uses DNA nucleotides uses RNA nucleotides / eq ;

2 uses DNA polymerase / eq

does not use DNA polymerase / uses RNA polymerase ;

3 reference to semi-conservative

not semi-conservative / eq ;

4 (copies) both DNA strands / eq

(copies) only {one strand / template / gene / eq} ;

5 makes DNA double helix / eq

Makes single strand mRNA / eq ;

Must be clearly comparative for the mark IGNORE destination of the molecules 1. ACCEPT thymine / T, uracil / U comparison, deoxyribose and ribose, DNA and RNA bases 2. ACCEPT no ligase in transcription 4. ACCEPT whole DNA molecule unzipped for replication with only part for transcription ACCEPT all {DNA / genome} copied in replication only part in transcription 5. NOT just produces DNA and mRNA ACCEPT two {new strands of DNA / DNA molecules} compared to one mRNA (each time) ACCEPT if clear what is being produced elsewhere in the response

(3)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

2(a)

1. idea that both of these alleles need to be present in order for the recessive phenotype to be expressed ;

AND any two of:

2. different form of a gene / eq ;

3. same locus /position / eq ;

4. different base sequence / eq ;

1. ACCEPT not expressed in presence of dominant allele

2. ACCEPT type of same gene NOT just type of gene

(3) Question Number Answer Additional Guidance Mark

2(b) (i)

1. genotypes and phenotypes of parents ;

2. gametes clearly shown as individual alleles ;

3. offspring genotypes ;

4. phenotypes correctly matched to genotypes ;

IGNORE gender 1. & 4. ACCEPT carrier/ normal / healthy / unaffected /sufferer as a phenotype 2. NOT E.C.F. from 1. 2. & 3 can be awarded in a Punnett square 3. and 4. can be awarded as E.C.F. from 2

(4) Question Number Answer Additional Guidance Mark

2(b)(ii)

0.5 / ½ / 1 in 2 / 50% ; IGNORE expressed as a ratio (1)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

3 (a) (i)

1. idea that you can see the { heart / internal organs / eq} ;

2. Daphnia {are simple organisms / have less developed nervous system / can’t feel pain / eq} ;

3. idea that there are fewer ethical concerns because it is an { invertebrate / eq} ;

4. idea that they are abundant / used as fish food / eq ;

5. idea that they can absorb chemicals from the surrounding solution quickly ;

1. ACCEPT they are transparent 3. NB. needs to be linked to something about the Daphnia and not just because it is a Daphnia e.g. a simple organism 4. ACCEPT easy to reproduce / easy to keep / readily available / eq; 5. ACCEPT they are small so chemicals can affect them quickly

(2) Question Number Answer Additional Guidance Mark

3(a)(ii) suitable variables identified ; suitable control method ; Examples:

• temperature ; heat shield ;

• volume of caffeine (solution) ; (use pipette to measure) stated volume e.g. 2 cm3 ;

• { age / species / source /size / gender } of Daphnia ; hatched from eggs at the same time ;

• pre-treatment / acclimatisation ; same time ; • reduce movement of Daphnia ; use of cotton wool

strands ; • method of measuring heart rate ; count number of

heartbeats in 30 seconds / eq ; • {concentration / source} of caffeine ; one caffeine

tablet in 10 cm3 of water ;

Other variables may be given e.g. stress, oxygen, pH The methods shown are examples others may be seen IGNORE water bath, room temperature etc ACCEPT keep lamp off except when needed DO NOT ACCEPT number of drops ACCEPT water bath used in acclimatisation DO NOT ACCEPT just stated concentration

(4)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

3(b)

1. reference to mass flow ;

2. name a suitable substance transported e.g. oxygen ;

3. comment on {blood pressure / fast movement of blood to cells /eq} ;

4. idea of increased concentration gradient of solutes e.g. oxygen ;

5. idea that diffusion alone would be too slow ;

6. has high metabolic rate / eq ;

1. ACCEPT mass transport 2. IGNORE oxygenated blood 3. IGNORE pump alone 4. ACCEPT improved gaseous exchange 5. ACCEPT surface area to volume ratio too small 6. IGNORE activity level

(3)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

4(a)

1. homozygous ;

2. channel / transport / transmembrane / intrinsic /

globular ;

3. chloride / Cl- / Cl ;

4. reproductive / eq ;

1. ACCEPT (a) homozygote 3. DO NOT ACCEPT chlorine

(4) Question Number Answer Additional Guidance Mark

4(b)

1. produces {thicker / stickier / more viscous / eq} mucus ;

2. blocking { trachea / bronchi / bronchioles / airway / eq} / eq ;

3. cilia are unable to move mucus out of lungs / eq ;

4. idea of reduced flow of {air / oxygen } to alveoli ;

5. idea of reduced concentration gradient for {oxygen / carbon dioxide} (in alveoli) ;

6. idea of loss of surface area / elasticity / eq ;

7. idea of reduced gaseous exchange ;

8. trapped bacteria may result in more respiratory infections / eq ;

1. ACCEPT sticky / thick in context, ACCEPT less water in mucus 2. IGNORE respiratory system ACCEPT alveoli 7. ACCEPT less O2 diffuses into blood IGNORE larger diffusion pathway

(4)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

4(c) (i)

1. chorionic villus sampling / amniocentesis ;

2. idea that (fetal) {cells / DNA} are obtained from appropriate source { placenta / amniotic fluid / eq } ;

3. (cells / DNA) tested for presence of {CFTR / recessive

/ faulty / mutant / eq} {allele / gene } / eq ;

1. ACCEPT CVS DO NOT ACCEPT chronic 2. ACCEPT from embryo 3. ACCEPT test for cystic fibrosis allele or gene

(3)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

4 (c) (ii)

Any of the following paired points 1. idea that it may result in a miscarriage / choice of an abortion ; 2. {killing / eq} is {wrong / unethical / eq}; OR 3. idea of risk of false {positive / negative} ; 4. comment on consequence e.g. healthy fetus may be aborted / parents not prepared for child with cystic fibrosis / eq ; OR 5. if cystic fibrosis or some other abnormality may be found ;

6. comment on possible problems with {future employment / insurance / what constitutes a serious condition} / eq ; OR 7. who has right to decide if tests should be performed / eq ; 8. {implications of medical costs / disagreements over next step} ; OR 9. issues relating to confidentiality of {parents / child} / eq ; 10. idea that {some other abnormality may be found / paternal DNA does not match / other family members have right to know results} ;

1. ACCEPT can {harm / damage / kill} the fetus 2. ACCEPT fetus has right to life / distress to parents / genetic discrimination / eugenics 3. ACCEPT it isn’t 100% accurate 4. ACCEPT parents did not have choice of abortion

(2)

Question Number Answer Mark

5(a)(i)

31.0 / 31.02 / 31 ; (1)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

5 (a) (ii)

Obese class I / moderately obese ; ACCEPT category based on answer to (ai) (1)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

5(a) (iii)

(QWC – Spelling of technical terms must be correct and the answer must be organised in a logical sequence)

1. idea of damage to {endothelium / endothelial lining} of {artery / arteries} ;

2. reference to inflammatory response ;

3. leading to formation of {atheroma / plaque / atherosclerosis } ;

4. increased risk of blood clot formation / eq ;

5. ref to {loss of elasticity of artery / narrowing of lumen / eq } ;

6. idea of (positive feedback causing) further increase in

blood pressure ;

QWC emphasis is spelling [penalise once only] 1. ACCEPT lining of artery IGNORE wall NOT vein 2. ACCEPT detail e.g. foam cells, white cells move into wall , macrophages etc 4. ACCEPT thrombus 5. ACCEPT hardening of artery wall, blocking of artery

(4)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

5 (b)

Explanations should be linked to the medical advice.

1. reduce energy intake / increase activity / follow calorie controlled diet / eq ;

2. idea of change in balance of energy budget ;

3. lower {weight / BMI / obesity level / eq} / reduce risk of {atherosclerosis / diabetes / eq} ;

OR 4. statins / sterols / reduce { cholesterol

/ saturated fats / eq} in diet / eq ;

5. reduce blood cholesterol levels ;

6. idea of reducing risk of atherosclerosis / eq ;

OR 7. eat more fruit / vegetable / vitamins /

moderate alcohol intake / eq ;

8. reference to antioxidants ;

9. they protect against free radical damage / reduce damage to cells / eq ;

OR 10. anticoagulants / platelet inhibitory

drugs / warfarin / aspirin / eq ;

11. prevent blood clot formation / eq ;

12.reduces risk of blocking artery / eq ;

NB: if more than one piece of medical advice given, mark the one which has the best explanation IGNORE smoking, salt intake 1. NOT just healthier diet ACCEPT regular exercise / lower {fat / carbohydrate } intake 2. ACCEPT lowers LDL / HDL ratio 3. and 6. ACCEPT reduces chance of atheroma / blood clot / eq 4. ACCEPT improve HDL/LDL ratio IGNORE increase HDL (unless instead of LDL) 10. DO NOT ACCEPT drugs to treat blood pressure e.g. beta blockers

(3)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

5 (c)

1. idea that death rates decrease over time for three of the countries ;

and any two from

2. death rate for Poland has{ increased / eq} (overall) ;

3. limitations of the data due to number of countries / eq ;

4. limitations due to timescale of data / eq ;

5. limitations due to men only data / eq ;

1. ACCEPT all except Poland / eq IGNORE separate descriptions of data for Finland, UK and Italy 2. IGNORE decreased after 1990

(3)

Question Number

Answer Additional Guidance Mark

6 (a)

1. idea of formation of secondary or tertiary structure ; 2. idea of bonding between R groups ; 3. named bond e.g. ionic, disulfide, hydrogen ;

1. ACCEPT e.g. alpha helix, beta pleated sheet, globular structure ACCEPT folding (of primary structure) IGNORE 3D shape 2. ACCEPT hydrophilic R groups go to outside/ hydrophobic R groups go to inside / eq 3. DO NOT ACCEPT peptide

(3)

Question Number

Answer Additional Guidance Mark

6 (b) (i)

1. as the enzyme concentration increase the rate of reaction increases / eq ; 2. idea that enzyme lowers activation energy / provides alternative reaction pathway ; 3. idea that the higher concentration of enzyme means that more active sites are available ; 4. more chance of a collision between {enzyme / active site } and substrate ; 5. reference to {enzyme – substrate complex / specific interaction between enzyme active site and substrate } ; 6. idea that substrate is in excess / enzyme concentration is limiting factor ;

ACCEPT bacteria as substrate 1. ACCEPT enzyme increases rate of reaction

(3)

Question Number

Answer Additional Guidance Mark

6 (b) (ii)

there were {anomalies / sources of error / random error / measurement inconsistencies / lack of precision / lack of accuracy / eq} ;

ACCEPT example of random error e.g. volume IGNORE systematic error, outliers

(1) Question Number

Answer Additional Guidance Mark

6 (c)

1. idea that this increased temperature changes the bonding in the enzyme ; 2. the active site is {denatured / changes shape} ; 3. the substrate no longer fits into the active site / the enzyme no longer {catalyses the reaction / lowers the activation energy / eq} ;

IGNORE enzyme is denatured ACCEPT bonds are broken 3. ACCEPT no enzyme substrate complex can form / eq

(2)

Question Number

Answer Mark

7(a)(i) A a hydrogen bond ; (1) Question Number

Answer Mark

7(a)(ii)

D a peptide bond ; (1)

Question Number

Answer Mark

7(a)(iii)

D glucose ;

(1)

Question Number

Answer Mark

7(a)(iv)

C glycerol ; (1)

Question Number

Answer Additional Guidance Mark

7(b)

nitrogen ; IGNORE N if it is the only response

(1)

Question Number

Answer Additional Guidance Mark

7(c)

1. glycosidic bond correctly drawn ;

2. molecule of water shown to be produced ;

3. remaining groups around disaccharide drawn correctly ;

1. IGNORE labelling of bond 2. ACCEPT water named or formula 3. DO NOT ACCEPT two separate glucose molecules NB: check carefully H on C5

(3)

Question Number

Answer Additional Guidance Mark

7 (d)

1. idea that water can form {hydrogen bonds /

eq} ;

and any one from

2. water is a solvent / {ions / polar molecules / eq } can {dissolve / be transported / eq } in water

3. reference to cohesion/adhesion

4. idea of hydrogen bonds holding water together as a liquid, so that it can move in mass flow systems

5. suitable ref. to specific heat capacity

6. idea of distribution of thermal energy around body

7. reference to high latent heat of vaporisation ;

1. ACCEPT water is slightly charged, description of charges on O and /or H IGNORE polar/ dipole as stated in Q stem 2. ACCEPT named polar molecule IGNORE non polar molecules dissolving 3. ACCEPT specific example e.g. surface tension on a pond 5. ACCEPT thermal buffer / needs a lot of energy to change the temperature / eq IGNORE pH buffer

(2)

Question Number

Answer Mark

8(a) (i) ACCEPT answers between 0.14 and 0.15 inclusive ; (1)

Question Number

Answer Mark

8(a) (ii) ACCEPT answers between 13.4 and 13.6 inclusive ; (1)

Question Number

Answer Additional Guidance Mark

8(b) 1. pressure increases from 0 to 3.3 during {atrial

systole / ventricular diastole / from 0 to 0.14s / eq} ;

2. pressure increases to {14.5 / 14.4} {during ventricular systole / from 0.14s / eq};

3. pressure decreases to 0 (during diastole) / eq ;

IGNORE units 1. ACCEPT between 3 and 3.5, to 0.12 to 0.14s 2. ACCEPT calculated increase e.g. 11.2 (range 11 to 11.5), from 0.12s 3. ACCEPT calculated decrease e.g. 14.5 (range 14 to 14.5)

(3)

Question Number

Answer Additional Guidance Mark

8 (c)

(QWC – Spelling of technical terms must be correct and the answer must be organised in a logical sequence)

1. {pressure changes / maximum pressures} are smaller in the atrium than the ventricle / eq ;

2. the atrium has less (cardiac) muscle than the ventricle ;

3. the atrium does not have to push the blood as far as the ventricle has to / eq ;

4. the increase in pressure happens in the atrium before the ventricle / eq ;

5. idea that atrial systole has to happen before ventricular systole in order for the ventricle to fill with blood ;

6. idea that increase in atrial pressure causes increase in {pressure / volume } in ventricles ;

7. appropriate reference to effect of atrioventricular valve (AV) (on pressure) ;

8. credit correct comparative manipulation of figures to illustrate a marking point ;

QWC emphasis on clarity of expression Marking points are for comparing what is happening in L.A. and L.V. and giving reasons for these. NOT just a description of the cardiac cycle ACCEPT converse in each statement 1. ACCEPT higher pressure in V than A in context of pumping distance ACCEPT piecing together for MPs 1, 2, 3 5. ACCEPT delay at AVN / eq 7. E.g. when pressure in the atrium exceeds pressure in the ventricle the AV valve opens preventing further significant rise in the pressure in the atrium 8. e.g. compare maximum pressures exerted

(5)

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Mark Scheme (Results) Summer 2015 Pearson Edexcel GCE in Biology (6BI02) Paper 01 Development, Plants and the Environment

Edexcel and BTEC Qualifications Edexcel and BTEC qualifications are awarded by Pearson, the UK’s largest awarding body. We provide a wide range of qualifications including academic, vocational, occupational and specific programmes for employers. For further information visit our qualifications websites at www.edexcel.com or www.btec.co.uk. Alternatively, you can get in touch with us using the details on our contact us page at www.edexcel.com/contactus. Pearson: helping people progress, everywhere Pearson aspires to be the world’s leading learning company. Our aim is to help everyone progress in their lives through education. We believe in every kind of learning, for all kinds of people, wherever they are in the world. We’ve been involved in education for over 150 years, and by working across 70 countries, in 100 languages, we have built an international reputation for our commitment to high standards and raising achievement through innovation in education. Find out more about how we can help you and your students at: www.pearson.com/uk Summer 2015 Publications Code US040917* All the material in this publication is copyright © Pearson Education Ltd 2015

General Marking Guidance

• All candidates must receive the same treatment. Examiners must mark the first candidate in exactly the same way as they mark the last. • Mark schemes should be applied positively. Candidates must be rewarded for what they have shown they can do rather than penalised for omissions. • Examiners should mark according to the mark scheme not according to their perception of where the grade boundaries may lie. • There is no ceiling on achievement. All marks on the mark scheme should be used appropriately. • 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 may be limited. • When examiners are in doubt regarding the application of the mark scheme to a candidate’s response, the team leader must be consulted. • Crossed out work should be marked UNLESS the candidate has replaced it with an alternative response.

Question Number

Answer Additional Guidance Mark

1(a)

Organelles Prokaryotic

cell Eukaryotic cell

centrioles x flagella Golgi apparatus x ribosomes

1 mark for any two correctly completed boxes ;

Blanks are incorrect Composite tick and cross are incorrect unless clearly replaced

(4) Question Number

Answer Mark

1(b) (i)

D mitochondria, rough endoplasmic reticulum and smooth endoplasmic reticulum;

(1)

Question Number

Answer Mark

1(b) (ii)

B plasmodesmata ;

(1)

Question Number

Answer Mark

1(b) (iii)

D a cell wall and ribosomes ;

(1)

Question Number

Answer Mark

1(b) (iv)

B molecular phylogeny ;

(1) Question Number

Answer Mark

1(b) (v)

B Archaea and Bacteria ;

(1)

Question Number

Answer Additional Guidance Mark

2(a)

(QWC - Take into account quality of written communication when awarding the following points)

1. Idea that in the rER insulin is folded e.g. forms {3-D shape, secondary / tertiary structure } ;

2. idea of insulin being packaged into (transport) vesicles by

the rER ;

3. vesicles { move to / fuse with / eq } the Golgi apparatus / vesicles (fuse to) form the Golgi apparatus ;

4. idea of insulin being changed in Golgi apparatus ;

5. idea of insulin being transferred in (secretory) vesicles from the Golgi apparatus to the cell (surface) membrane ;

6. vesicles (containing insulin) fuse with cell (surface)

membrane / exocytosis ;

QWC emphasis on logical sequence ACCEPT Golgi and protein instead of insulin 4.IGNORE folded, processed ACCEPT modified, described change e.g. add / remove sugars, glycosides, carbohydrate

(4)

Question Number

Answer Mark

2(b)(i)

C unspecialised cells that can differentiate to give rise to almost any type of cell in the body, excluding totipotent cells ; (1)

Question Number

Answer Additional Guidance Mark

2(b)(ii)

1. idea of stimulus e.g. chemical ;

2. idea that some genes are { active / switched on /

expressed } ;

3. idea of { transcription / mRNA produced } at active

genes ;

4. mRNA is {translated / used} to produce protein ; 5. idea that this protein modifies cell

OR idea that this protein determines { cell structure / function } ;

2. IGNORE genes being ‘turned on’

(4)

Question Number

Answer Mark

3(a)(i)

13.1 ;

(1)

Question Number

Answer Mark

3(a)(ii)

16.0 / 16 (%) ;

(1) Question Number

Answer Mark

3(a)(iii)

mitochondria / mitochondrion ;

(1)

Question Number

Answer Additional Guidance Mark

3(a)(iv)

1. idea of more sperm (cells) with defective flagella ; 2. idea that flagella needed to move sperm (cells) ;

3. idea of more sperm (cells) with defective mid-piece ;

4. idea that if mitochondria are affected there is no

{ respiration / energy / ATP } ( for movement of flagella ) ;

1. needs to be comparative ACCEPT only 4% in control 2. ACCEPT swim 4.ACCEPT damaged or fewer mitochondria ACCEPT less energy, less respiration or less ATP

(4)

Question Number

Answer Additional Guidance Mark

3(b)

1. ( acrosome contains) { acrosin / enzyme / eq } ; 2. Reference to acrosome reaction ; 3. idea that { zona pellucida / jelly layer } needs to be

digested ; 4. sperm (cell) needs to { reach / fuse with } cell

(surface) membrane of egg / eq ;

3. ACCEPT broken down

(3) Question Number

Answer Additional Guidance Mark

3(c)

1. idea that smoking causes {damage to sperm /

infertility} ;

2. idea of smoking as a variable to be controlled ;

3. idea of making sure that any effects were due to globozoospermia OR idea of difficulty in distinguishing between genetic and environmental factors ;

3. e.g. difficult to tell if it was due to smoking or disease

(3)

Question Number

Answer Additional Guidance Mark

4(a)(i)

1. reference to aseptic technique ;

2. using sterilised { containers / agar / growth medium

/ equipment / eq } / eq ;

3. idea of sealing the container ;

2. IGNORE clean the bench ACCEPT tweezers, loops 3. ACCEPT use clingfilm, cotton wool, put lid on, foil

(2) Question Number

Answer Additional Guidance Mark

4(a)(ii)

1. idea of contaminants causing {infection / disease /

eq} of plant (tissue) ; 2. idea of contaminants compete (for nutrients) ;

3. idea of contaminants causing { poor growth / decay /

death } / eq ;

1. ACCEPT pathogen of plant 2.NOT for light

(2) Question Number

Answer Additional Guidance Mark

4(b)(i)

1. light ;

2. temperature ;

3. humidity ;

4. sugar / glucose / sucrose ;

5. minerals / mineral ion(s) / named mineral ion ;

1. ACCEPT sunlight, wavelength 3. IGNORE water, moisture 5. e.g. nitrate

(2)

Question Number

Answer Additional Guidance Mark

4(b)(ii)

1. increase in number of shoots per explant { between

pH 4.5 and 6.0 / up to pH 6.0 } ; 2. pH 6 is {optimum / highest number of shoots} /

lowest number of shoots at pH 4.5 ;

3. idea of effect of pH on protein or enzyme ;

4. description of the consequence of this change on {metabolism / uptake of nutrients / eq} ;

1. ACCEPT positive correlation up to 6.0 2. IGNORE goes up and then down ACCEPT pH 6 is best 4. ACCEPT effect on named cell process

(3)

Question Number

Answer Additional Guidance Mark

5(a)(i)

1. {number / range / variety / eq} of species ;

2. genetic variety within a species / number of different

alleles in a {species / gene pool} ;

1. ACCEPT amount

(2) Question Number

Answer Additional Guidance Mark

5(a)(ii)

idea of (counting) number of species in a known area of rainforest ;

ACCEPT use a quadrat to count species

(1) Question Number

Answer Additional Guidance Mark

5(b)(i)

1. idea that loss of biodiversity means fewer species

;

2. idea that the loss of endemic species leads to extinction ;

3. idea that species {lost / not yet discovered / eq}

may be useful ;

3. ACCEPT plants lost may be useful

(2)

Question Number

Answer Additional Guidance Mark

5(b)(ii)

(QWC - Take into account quality of written communication when awarding the following points)

1. extract made from seeds (of Jatoba) / eq ; 2. agar plate with bacteria / culture of bacteria grown in

nutrient broth / eq ; 3. description of aseptic technique ; 4. idea of extract (of Jatoba) placed on (paper) disc

OR in a well cut into the agar OR added to broth ;

5. control described e.g. disc plus solvent only ; 6. incubated at temperature in range 20 to 30°C

AND stated time in range 1 to 7 days ; 7. (look for) zone of inhibition / clarity of broth / eq ;

8. replication qualified e.g. { repeat the experiment / repeats to calculate mean } ;

Clarity of expression 1. ACCEPT description 2. ACCEPT bacterial lawn 7. ACCEPT clear area around extract 8. IGNORE repeat unqualified

(5)

Question Number

Answer Additional Guidance Mark

5(b)(iii) 1. idea of testing on animals for toxicity ;

2. idea of testing on healthy volunteers to determine

side effects ;

3. idea of finding out how the drug is metabolised ;

(2)

Question Number

Answer Additional Guidance Mark

6(a)

1. cellulose (molecule) is a { polymer / chain / eq } of β-glucose / eq ;

2. cellulose molecules held together { by hydrogen

bonds / as microfibrils } ;

3. idea of arrangement of microfibrils in { parallel / net / mesh / criss cross / eq } ;

4. reference to { matrix / hemicelluloses /pectin / eq } ;

1. ACCEPT many β-glucose 4. IGNORE lignin

(3) Question Number

Answer Additional Guidance Mark

6(b)(i)

1. { group of / many / several / eq } cells ;

2. idea that the cells in a tissue { work together / eq }

for a common function ;

(2)

Question Number

Answer Additional Guidance Mark

6(b)(ii)

1. idea that lignin holds the { fibres / microfibrils }

together ; 2. lignin keeps { fibres / microfibrils } parallel / eq ;

(2) Question Number

Answer Additional Guidance Mark

6(c)(i)

1. { hollow / no cytoplasm / eq } ;

2. idea that vessels { have no end walls / are open at

the ends } ;

3. vessels { have pits / are strong so that they do not collapse } ;

4. lignin makes the walls waterproof / eq ;

1. IGNORE dead, tube ACCEPT has a lumen 3. ACCEPT strong to keep tube open

(2) Question Number

Answer Additional Guidance Mark

6(c)(ii)

1. nitrate for production of { amino acids / protein /

DNA / nucleic acids / bases / eq } ; 2. calcium for { pectate / pectin / middle lamella } ; 3. magnesium for chlorophyll ;

1. ACCEPT chlorophyll, enzymes

(3)

Question Number

Answer Mark

7(a)(i)

A anatomical adaptation ;

(1)

Question Number

Answer Mark

7(a)(ii)

C 1976 to 1977 ;

(1)

Question Number

Answer Additional Guidance Mark

7(b)

1. genetic variation / different alleles / large gene pool

; 2. mutations ;

3. polygenic inheritance / eq ;

1. ACCEPT genetic diversity, different genotypes 3. ACCEPT more than one gene controls beak size

(2)

Question Number

Answer Additional Guidance Mark

7(c)

1. selection pressure is { lack of food / tough food /eq} ; 2. idea of selection for the { longer / deeper} beaks ;

3. birds with shorter beaks died / reference to figures in

table ; 4. birds with { advantageous/ eq } alleles (survive) to

breed ;

5. { advantageous / eq} allele(s) passed onto offspring / eq ;

6. change in genotypes over generations / eq ;

2. ACCEPT they survive 4&5. IGNORE genes

6. e.g. increased frequency of alleles for longer and deeper beaks

(4)

Question Number

Answer Additional Guidance Mark

8(a)(i)

1. closely-related lions mated with each other / a small

gene pool / eq ;

2. reference to inbreeding depression ; 3. idea of increased chance of homozygous recessive

genotypes for genetic defects ;

2. NOT interbreeding 3. NOT homologous ACCEPT recessive alleles more likely to be expressed

(2) Question Number

Answer Additional Guidance Mark

8(a)(ii)

1. selection of { unrelated / genetically different }

mates / eq ;

2. use of stud books / records of mating / DNA profiling / eq ;

3. exchange of animals between zoos / eq ;

4. exchange of gametes between zoos / eq ;

5. IVF / AI / eq ;

(4)

Question Number

Answer Additional Guidance Mark

8(b)

1. idea of { genetic cause / genetic mutations } ;

2. idea that a change in diet had no effect ;

3. reference to {monoamine oxidase (A) / MAOA} ;

4. idea of behaviour learnt from mother ;

(2)

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Mark Scheme (Results) Summer 2015 Pearson Edexcel GCE in Biology (6BI04) Paper 01 - The Natural Environment and Species Survival

Edexcel and BTEC Qualifications Edexcel and BTEC qualifications are awarded by Pearson, the UK’s largest awarding body. We provide a wide range of qualifications including academic, vocational, occupational and specific programmes for employers. For further information visit our qualifications websites at www.edexcel.com or www.btec.co.uk. Alternatively, you can get in touch with us using the details on our contact us page at www.edexcel.com/contactus. Pearson: helping people progress, everywhere Pearson aspires to be the world’s leading learning company. Our aim is to help everyone progress in their lives through education. We believe in every kind of learning, for all kinds of people, wherever they are in the world. We’ve been involved in education for over 150 years, and by working across 70 countries, in 100 languages, we have built an international reputation for our commitment to high standards and raising achievement through innovation in education. Find out more about how we can help you and your students at: www.pearson.com/uk Summer 2015 Publications Code UA040921* All the material in this publication is copyright © Pearson Education Ltd 2015

General Marking Guidance

• All candidates must receive the same treatment. Examiners must mark the first candidate in exactly the same way as they mark the last. • Mark schemes should be applied positively. Candidates must be rewarded for what they have shown they can do rather than penalised for omissions. • Examiners should mark according to the mark scheme not according to their perception of where the grade boundaries may lie. • There is no ceiling on achievement. All marks on the mark scheme should be used appropriately. • 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 may be limited. • When examiners are in doubt regarding the application of the mark scheme to a candidate’s response, the team leader must be consulted. • Crossed out work should be marked UNLESS the candidate has replaced it with an alternative response.

Question Number Answer Additional Guidance Mark

1(a)(i) 1. (skin flora) {prevent growth of / kill} {pathogens / microorganisms / bacteria / eq} ;

2. competition for {space / nutrients / water / minerals / eq} ;

3. release of {chemicals / toxins / antimicrobials / lipids /

enzymes /eq } ;

1 ACCEPT prevent colonisation IGNORE antigens / viruses / infections / diseases 2 IGNORE food / resources 3 NOT sebum / lysozymes

(2)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

1(a)(ii)

B they have antimicrobial properties that inhibit the growth of bacteria

(1)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

1(b)(i)

C keratin (1)

uestion Number Answer Additional Guidance Mark

1(b)(ii)

1. idea of little {tertiary / quaternary } structure / eq OR mainly secondary structure ;

2. made up of {long / linear / straight / eq} {molecules / (poly)peptides / polymers };

3. idea of cross-linking (between one polypeptide chain and another) ;

4. idea of repeating amino acid sequences / eq ; 5. insoluble / eq ; 6. tough / strong / eq ;

3 NOT peptide bonds 5 IGNORE hydrophobic on outside

(4)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

1(b)(iii)

1. {DNA / (m)RNA} contains the {genetic code / triplet codons / base sequence coding for amino acids / eq};

DNA :

2. idea that the DNA strand is used {in transcription / to make (m)RNA / eq} ;

mRNA :

3. (m)RNA is a copy of the DNA ; 4. mRNA carries this {information / code /eq} {out of

the nucleus / to the ribosomes / eq} ;

5. idea that amino acids {arranged in sequence / eq } ;

1 ACCEPT (DNA) template 4 IGNORE to cytoplasm

(4)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

2(a) 1. idea that carbon dioxide dissolves (in the water / in the oceans) ;

2. for {carbon fixation / light-independent reaction / eq} ; 3. by {photosynthesis / eq} of {seaweed / algae / (phyto)

plankton / autotrophs / eq} ;

1 ACCEPT absorbed / reacts with /diffuses into / becomes carbonic acid 3 ACCEPT plants (that live in the sea) IGNORE organisms

(2)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

2(b) respiration / decomposition / eq ; ACCEPT description NOT photosynthesis (1)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

2(c)

B carbon dioxide and water (1)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

2(d)

1. decomposition / idea of breakdown of {organic matter / plant material / biomass / eq} ;

2. idea of (bacteria) producing {enzymes (for digestion) / correctly named hydrolytic enzyme} ;

3. respiration {produces / eq} {carbon dioxide / eq} ;

1 ACCEPT animal material decay / rot

(3)

Question Number Answer Mark

2(e) B light-independent reaction (1)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

2(f)(i)

Correct answer gains both marks {332 + 23 + 444 / 799 } and {338 + 450 / 788 } ; (799 – 788) = 11 (au) ;

CE applies

(2)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

2(f)(ii)

1. idea that rate of production of carbon dioxide is greater than rate of removal of carbon dioxide ;

2. idea of using of {fossil fuels / named fossil fuel / forests / eq} {releasing / producing} carbon dioxide ;

3. idea that this carbon (in fossil fuels / forests) was {locked up / removed from the air } years ago ;

4. idea of deforestation resulting in less {photosynthesis / carbon fixation / light independent reaction / eq} ;

1 ACCEPT carbon dioxide {production / release} is greater than used in photosynthesis 3 ACCEPT ref to carbon sink 4 ACCEPT less carbon dioxide used for photosynthesis

(3)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

3(a)(i)

1. solution should contain (all) the {mineral / ions} that duckweed needs ;

2. at the minimum concentration / eq ; Any two correctly named ion and its corresponding function : e.g. {nitrate (ions) / NO3

2-} for {amino acids / protein / nucleic acid / ATP /chlorophyll / eq}

{magnesium ions / Mg++} for chlorophyll {calcium ions / Ca++} for {cell wall / pectate / middle lamella / eq }

{phosphate (ions) / PO43-} for { nucleic acid /ADP / ATP /

NAD /phospholipid / eq} ; ;

1 IGNORE nutrients 2 ACCEPT in excess IGNORE carbon dioxide and wrong formulae NOT nitrogen NOT magnesium NOT calcium ACCEPT membrane NOT phosphorous

(3)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

3(a)(ii) 1. idea of {extrapolation / drawing a line of best fit / eq} (to estimate number of fronds after 10 days) ;

2. read value from graph / eq ;

3. idea of subtracting { 50 / 10} from the number of fronds after 10 days ;

NB Apply this mark scheme even if they describe weighing the fronds and calculating the mass increase 2 IGNORE time refs.

(2)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

*3(b)

(QWC – Spelling of technical terms must be correct and the answer must be organised in a logical sequence)

1. idea of using {solution of ions / complete medium} ;

2. idea of using a {range of / minimum of 5} temperatures

;

3. idea that different temperatures will be achieved using

{waterbaths / incubators / eq} ;

4. idea of determining growth over a period of time ;

5. credit appropriate named example of how growth is to be assessed eg {number / size / mass } of {fronds / plants}, length of roots ;

6. credit named control variable e.g. same concentration of (each) inorganic ions ;

7. idea of repeats to calculate a {mean / average} ;

QWC with an emphasis on logical sequence 2. ACCEPT 5 quoted temperatures in between 1°C and 70°C IGNORE room temp if 6 or more values given 5. IGNORE height / refs to germination 7 ACCEPT for reliability

(5)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

4(a)(i)

1. idea of binding of {bacteria / virus / pathogen / microorganism / antigen / non-self / foreign matter / eq} to (phagocytic) cell ;

2. idea that {bacteria / virus / pathogen / microorganism / antigen / eq} is {engulfed by / taken into / endocytosis into } (phagocytic) cell ;

3. idea of bacteria being inside a {vacuole / phagosome / eq} ;

1 ACCEPT phagocyte 2 ACCEPT phagocyte 3 ACCEPT vesicle

(2)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

4(a)(ii)

1. idea that the body {reacts / defends itself / responds /eq } to a {bacteria / virus / pathogen / microorganism / antigen / non-self / foreign matter / eq} ;

2. idea that the response is not dependent on the specific {bacteria / virus / pathogen / microorganism / antigen / eq} ;

3. credit named reaction e.g. lysozymes , inflammation, phagocytosis, interferon production ;

1 NOT reference to immune response 2 ACCEPT idea of no previous infection / responds to any pathogen 3 IGNORE egs of barriers

(2)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

4(a)(iii) 1. reference to {bacteria / virus / pathogen / microorganism / eq} ;

2. being inside {tissues / cells } / eq ;

1 IGNORE disease / infection / foreign matter / antigen 2 IGNORE body ACCEPT idea that has evaded barriers, named cell or tissue IGNORE {infects / attaches / harms / attacks} cells

(2)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

4(b)

reaction A = phosphorylation ; reaction B = hydrolysis ;

(2)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

4(c)(i)

Diagram marks : 1. two membranes shown ;

2. inner membrane folded into cristae ;

Label marks (correct) : [max 2 marks] 3. outer membrane and {inner membrane / cristae} ;

4. matrix ; 5. stalked particles / ATPase / eq (labelled on inner

membrane) ;

6. DNA (circular / loop) ;

7. ribosomes ;

1 NOT if cristae shown as a 3rd membrane NB do not choose which labels to accept eg 2 right + 1 wrong = 1 mark 2 wrong = 0 marks 5 ACCEPT oxisome 6 ACCEPT plasmids 7 IGNORE size references

(4) Question Number Answer Additional Guidance Mark

4(c)(ii)

chloroplast ; IGNORE chlorophyll (1)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

5 (a)

1. idea that the {alveoli / air sacs / lung / tissue } have been {replaced / destroyed / eq} (by the tubercle) ;

2. idea that the (tubercle / destroyed lung tissue) has reduced the (surface) area (of the lung) ;

3. breathing problems due to { gas exchange being reduced / less oxygen in blood / eq } ;

4. idea that the coughing is { due to irritation /to remove the dead tissue / eq} ;

5. blood coughed up is due to damage of (lung) blood vessels / eq ;

1 IGNORE blocks 4 ACCEPT tubercle 5 IGNORE idea that lung damage causes bleeding

(4)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

5 (b)(i)

1. idea that bacteria are resistant to fewer {antibiotics / antibiotic combinations} (in 2006 than 2007) ;

2. in both years there are resistant strains to {streptomycin / INH + rifampicin + ethambutol / INH } ;

3. idea that there are resistant strains to INH + rifampicin in 2006 but not in 2007 ;

4. idea that there are resistant strains to {ethambutol / rifampicin} in 2007 but not in 2006 ;

ACCEPT clear abbreviations to the names of the antibiotics throughout 1 ACCEPT a description e.g. new resistances, resistant to 4 in 2006 and 5 in 2007 3 ACCEPT idea that {resistance decreased to zero / no longer resistant} 4 ACCEPT idea of resistance developing NB development of new resistances to {ethambutol / rifampicin} = Mp 1 and 4

(3)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

5(b)(ii)

1. bacteria have a mutation in {DNA / gene / eq } ;

2. idea that the {presence / usage of} {antibiotic (INH)

/ INH} acts as a selection pressure ; 3. idea that the allele (for resistance) is passed on ; 4. idea that bacteria {divide by asexual reproduction /

divide by binary fission / produce clones / eq} ;

5. idea of increasing the allele frequency ; 6. idea that the more resistant bacteria there are, the

more likely new strains will acquire the (resistance) gene ;

3 NOT gene 4 ACCEPT divide by mitosis / conjugation / transduction / transformation / eq

(3)

Question

Number Answer Additional Guidance Mark

5(b)(iii)

1. reference to codes of {practice / conduct / eq } ;

2. idea that appropriate {antibiotics / named example} should be given to patients ;

3. idea of {educating patients about taking antibiotics /

taking the full course of antibiotics ;

4. credit another appropriate procedure e.g. hand washing, screening ;

1 ACCEPT named policy /code NB Mp5 is for named practice 2 ACCEPT not giving antibiotics if not necessary / not using antibiotics for prophylactic treatment / using narrow spectrum antibiotics / rotate antibiotic use

(2)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

6(a) 1. idea that the temperature of the {body / core} changes (with time after death) ;

2. idea that (core) temperature depends upon the {ambient / eq} temperature ;

3. idea that {other post-death changes / muscle contraction / insect life cycles / decomposition / eq} depend on (ambient / body) temperature ;

1 ACCEPT cooling

(3) Question Number Answer Additional Guidance Mark

6(b)(i)

Correct answer gains all 3 marks 1. line drawn between 25°C (core) and 15°C (ambient) ;

2. line drawn from centre of circle through the intersect of

line 1 with diagonal ;

3. time of death = {23 - 24} ;

1 ACCEPT within the next scale line 2 CE applies 3 CE applies

(3)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

*6(b)(ii)

(QWC – Spelling of technical terms must be correct and the answer must be organised in a logical sequence) Clothing 1. for the clothed body the {estimate was too short / eq } ;

2. because the clothing would {reduce heat loss / body

would cool more slowly / temperature would drop slower / eq} ;

3. idea that clothing would {insulate / trap the heat / eq} ;

Position 4. for the body curled up the {estimate was too short / eq

} ;

5. because {heat loss is reduced / body would cool more slowly / temperature would drop slower / eq} ;

6. as the (exposed) surface area was smaller/ eq ;

Air movement 7. for the moving air {the estimate was too long / eq } ;

8. as moving air {speeds up heat loss / body would cool faster / temperature would drop faster / eq } ;

QWC emphasis is clarity of expression ACCEPT converse arguments for Mps other than 1, 4 and 7 1 ACCEPT time of death was earlier / died longer ago 4 ACCEPT time of death was earlier / died longer ago 7 ACCEPT time of death was more recent / died later IGNORE submersion in water

(6)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

7(a)

1. (gradual) increase in {average / eq } temperature ;

2. (of earth’s) {surface / atmosphere} (and oceans) ;

NB IGNORE any explanations as to the cause 1 IGNORE warming

(2) Question Number Answer Additional Guidance Mark

7(b)(i)

Effects on plants: 1. { loss / eq } of (existing) species / extinction ;

2. idea of changes in distribution (of plants / species) ;

3. idea of changes in {numbers / size / growth / eq } (of plants

/ species) ; Explanations (max 3):

4. idea that there will be changes in rainfall patterns ;

5. idea of a change in growing seasons ;

6. idea that temperature may become too hot for some species OR credit a link made between temperature and enzyme activity ;

7. idea of increased carbon dioxide results in more {photosynthesis / GPP / NPP / biomass / eq} ;

8. idea of fall in pH in {oceans / rivers / eq} ;

NB any link to an affect must be correct 4 ACCEPT droughts 5 ACCEPT flowering times

(4)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

7(b)(ii)

1. idea of reduction of {herbivore / primary consumer} ;

2. idea that this would result in a reduction of {predator / secondary consumer / tertiary consumers} ;

3. idea that a change in {distribution / numbers / types / eq} of plants could result in a change in distribution of {herbivores / eq} ;

4. idea of loss of {habitat / eq} decreasing {breeding rate / numbers / eq } ;

5. idea of loss of {shelter / camouflage / eq} provides more food for predators so they would increase in {size / number} ;

ACCEPT converse for increase in plant {number / size / eq} 1 ACCEPT idea of loss of animals because of reduction in food supply 2 ACCEPT idea of loss of animals that feed on the herbivores 4 ACCEPT named example e.g. nesting place

(3)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

7(c)

1. idea that we can only {make predictions about the future

/ extrapolate data / work on correlations / eq } ; 2. idea that {scientists / industry / eq} are presenting

{different views / insufficient evidence / eq} about global warming ;

3. idea that some people surveyed did not {understand /

know about} global warming ;

4. idea that some people do not believe in {global warming / harmful effects of global warming} because they do not want it to affect their { lifestyle / named lifestyle / eq } ;

5. idea that some people think that a solution to global warming will be found ;

6. idea that some people do not want to think about the future ;

NB just a reference to do not believe is too vague 1 ACCEPT it is due to natural cycle / normal fluctuations

(3)

Question Number Answer Mark

8(a)

C kJ m-2 year-1 (1)

Question Number Answer Mark

8(b) B NPP = GPP - R (1) Question Number Answer Additional Guidance Mark

8(c)

1. idea that light is reduced by the deeper water ; 2. idea that carbon dioxide levels might be lower deeper

down ; 3. idea that temperature might be lower deeper down ; 4. idea that {photosynthesis / eq} will be reduced ; 5. idea that less {glucose / hexose / GALP / GP / eq }

produced to convert into {biomass / NPP / eq} ; 6. idea that GPP goes down but respiration {stays the

same / increases} ;

NB ACCEPT converse of mp 1 - 5 if in context of shallow water 5 IGNORE energy

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Mark Scheme (Results) Summer 2015 Pearson Edexcel GCE in Biology (6BI05) Paper 01 Energy, Exercise and Coordination

Edexcel and BTEC Qualifications Edexcel and BTEC qualifications are awarded by Pearson, the UK’s largest awarding body. We provide a wide range of qualifications including academic, vocational, occupational and specific programmes for employers. For further information visit our qualifications websites at www.edexcel.com or www.btec.co.uk. Alternatively, you can get in touch with us using the details on our contact us page at www.edexcel.com/contactus. Pearson: helping people progress, everywhere Pearson aspires to be the world’s leading learning company. Our aim is to help everyone progress in their lives through education. We believe in every kind of learning, for all kinds of people, wherever they are in the world. We’ve been involved in education for over 150 years, and by working across 70 countries, in 100 languages, we have built an international reputation for our commitment to high standards and raising achievement through innovation in education. Find out more about how we can help you and your students at: www.pearson.com/uk Summer 2015 Publications Code UA040924* All the material in this publication is copyright © Pearson Education Ltd 2015

General Marking Guidance

• All candidates must receive the same treatment. Examiners must mark the first candidate in exactly the same way as they mark the last. • Mark schemes should be applied positively. Candidates must be rewarded for what they have shown they can do rather than penalised for omissions. • Examiners should mark according to the mark scheme not according to their perception of where the grade boundaries may lie. • There is no ceiling on achievement. All marks on the mark scheme should be used appropriately. • 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 may be limited. • When examiners are in doubt regarding the application of the mark scheme to a candidate’s response, the team leader must be consulted. • Crossed out work should be marked UNLESS the candidate has replaced it with an alternative response.

Question Number Answer Mark

1(a)(i) A ; cerebrum (1)

Question Number Answer Mark

1(a)(ii) C ; hypothalamus (1)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

1(b)(i) Stage Voltage-gated K+

channel open Voltage-gated

K+ channel closed

Voltage-gated Na+

channel closed

Depolarisation

Repolarisation

3 columns correct = 2 marks 2 columns correct = 1 mark

(2) Question Number Answer Mark

1(b)(ii) A ; (1)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

1(b)(iii) In sensory neurone:

1. dendron longer;

2. dendron myelinated ;

3. axon shorter ;

4. {cell body / eq} {not at the end / towards the middle / to the side / eq } ;

5. reference to no {motor end plate / eq} ;

ALLOW converse for motor neurone 4. ACCEPT centron / nucleus for cell body

(3)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

2(a) 1. idea that initiates electrical activity over atria ;

2. causes atria to contract / eq ;

3. {forcing / eq} the (oxygenated) blood into the left ventricle / eq ;

4. electrical activity from SAN {received by AVN /

travels through {bundle of His / Purkyne fibres / eq }} ;

5. causing left ventricle to contract (forcing blood into

aorta) / eq ;

1. ACCEPT initiates impulse / initiates depolarisaton 2. ACCEPT systole for contract 4. ACCEPT Purkinje for Purkyne 5. ACCEPT systole for contract NOT left and right

(4)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

*2(b) (QWC – Spelling of technical terms must be correct and the answer must be organised in a logical sequence)

1. increase in respiration rate in muscle cells ;

2. more {CO2/carbonic acid/eq} in blood ;

3. more {lactate / lactic acid} in blood / eq ;

4. idea that chemoreceptors in medulla stimulated ;

5. ref to cardiovascular control centre in medulla ;

6. ref to autonomic nervous system /sympathetic nerve ;

7. more impulses from {medulla / cardiovascular control centre} to SAN OR along neurones to SAN ;

8. More {noradrenaline / norepinephrine} released onto

SAN ;

9. SAN (excitation) rate increased / eq ;

10.(causing an) increased {heart rate / eq} / eq ;

11.Comment on other mechanism e.g. presence of adrenaline, stretch receptor role ;

QWC emphasis is on spelling

2 OR 3 ACCEPT reduced blood pH 4. ACCEPT in aorta, carotid 6. ACCEPT accelerator nerve 10. ACCEPT beats per min for heart rate

(6)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

2(c) (i) Correct answer with units gains 2 marks 1 beat = 0.81 sec / 60 ÷ 74 / eq ; 8.1 seconds ;

ACCEPT 8.11 seconds

(2) Question Number Answer Mark

2(c) (ii) mV / millivolts / eq ; (1)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

3(a) 1. idea that there was no bias ;

2. idea of contributes to validity ;

3. idea of hot object desensitises ;

OR idea of thermoreceptors not harmed /overstimulated / habituated due to high temp ;

1. ACCEPT sequence of procedure has no effect/to see if positive then negative gives a different outcome to negative then positive

(2) Question Number Answer Additional Guidance Mark

3(b) 1. conclusion is valid / eq ;

2. (because mean feelings) scores similar for both / eq ;

3. idea that difference between positive and negative (mean feelings) scores are similar ;

4. comment on SD as a measure of variation from the mean / eq ;

5. SD similar for physical and emotional when experience is positive / eq ;

6. Idea of overlap for {positive / negative} ;

7. figures used to support Mp6 e.g. for positive minimum is

4.0 for physical and maximum is 4.6 for emotional ;

1 ACCEPT conclusion is supported NB for negative the positive minimum for physical is 1.3 and maximum is 2.1 for emotional

(4)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

3(c)(i) 1. fMRI ; and any two from:

2. (fMRI) operates in real time / eq ;

3. as experience will be short lived / eq ;

4. Active areas will {light up / be coloured / eq} (on the image) / eq ;

5. high resolution (as areas involved may be small) / eq ;

6. Safer / eq ;

2 ACCEPT live images, 4 images per second 4. ACCEPT idea of active areas require more oxygen/oxygenated blood 5 ACCEPT more pixels, image is more detailed 6. ACCEPT ref. to not using X rays, etc

(3) Question Number Answer Mark

3(c)(ii) D ; (1)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

4 (a) 1. idea that opsin uncouples from the (rod cell)

cell surface membrane ;

2. trans retinal {converts / eq} to cis retinal ;

3. rhodopsin is (re)formed / eq ;

4. from opsin and retinal ; 5. idea that this results in dark adaptation ; 6. permeability of the cell surface membrane to

Na+ increases / eq ; 7. hyperpolarisation of cell decreases / eq ; 8. (more) neurotransmitter is released / eq ;

NB IGNORE references to bipolar neurone responses IGNORE reference to retinol 6. ACCEPT Na+ {enters /channels unblocked / channels open} 7. ACCEPT (partial) depolarisation / reduced potential difference 8. ACCEPT glutamate for neurotransmitter

(5)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

4 (b)(i) 1. mean peak voltage increases as light intensity increases up

to 9 AU / eq ;

2. idea of {non linear increase / increase decreases} ; 3. no further increase in change in mean peak voltage as light

intensity increases from 9AU / eq ;

IGNORE speed references 2. ACCEPT greatest change is mean peak voltage is when light intensity increases from 1 to 3

(2)

Question Number Answer Mark

4 (b)(ii)

As light intensity increases up to 9AU 1. idea that the greater the light intensity, the less

{neurotransmitter/eq} there is binding to the neurone present ;

2. idea that inhibition removed e.g. (more) Na+ channels open, (more) Na+ diffuses into neurone ;

3. so peak voltage of depolarisation becomes more

positive / eq ;

At high light intensities (from 9AU) : 4. idea of no {neurotransmitter/eq} binding ;

5. sufficient Na+ enters / eq ;

6. so action potential achieved ;

NB ACCEPT glutamate for neurotransmitter ACCEPT converse for decreasing light intensity 3 ACCEPT increasing depolarisation 5 ACCEPT threshold potential achieved

(4)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

4(c) 1. idea of rats have rights ;

2. rats made {blind/ eq } ;

3. 15 samples may not be sufficient for a reliable

investigation / eq ;

4. idea that rat retina may not behave like human retina (so investigation has no (potential) medical application) ;

1. ACCEPT lack of consent given 2. ACCEPT harmed, causes pain, requires killing rats 4. ACCEPT tissue culture available

(2)

Question Number Answer Additional

Guidance Mark

5(a) (i)

Investigation Type of respiration

Potassium hydroxide solution absent or present

Coloured liquid moved to the left

Coloured liquid moved to the right

Coloured liquid did not move

1 Anaerobic Absent

2 Aerobic Absent ;

3 Aerobic Present ;

(2) Question Number Answer Additional Guidance Mark

5(a)(ii) 1. (as anaerobic) no O2 absorbed / eq ;

2. no CO2 produced / eq ;

3. so no change in {volume/pressure} (so liquid does not move) ;

4. since for each 6C glucose respired, 2x3C lactate

formed / eq ;

1. ACCEPT No oxygen used

(3)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

5(a)(iii) 1. (reduced NAD from glycolysis) enters mitochondria/

moves through outer mitochondrial membrane / eq ;

2. moves to inner membrane of mitochondrion / eq ;

3. becomes {oxidised /NAD / NAD+} ;

4. as {electrons / eq} transferred to {electron transport chain / eq} / eq ;

5. fate of hydrogen ions described e.g. pumped into

membrane space ;

6. (NAD) returns to {Krebs cycle/ matrix / eq} ;

2. ACCEPT crista for inner mitochondrial membrane 6. ACCEPT cytoplasm, glycolysis

(4) Question Number Answer Additional Guidance Mark

5(b) 1. same mass of each tissue / eq ;

2. idea of time being recorded for {a set distance

travelled by coloured liquid OR distance coloured liquid travelled in a set time} ;

1. IGNORE amount

(2)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

6(a)

1. RBC will {carry/supply oxygen} ;

2. idea that low number of mitochondria present in fast twitch ;

3. so additional oxygen may have limited additional effect / eq ;

4. poor {blood supply / capillary network} in fast twitch

muscle so little additional {oxygen / RBC / eq} received / eq ;

5. (in fast twitch) respiration is (primarily) anaerobic / eq ;

6. short {time duration of race/distance travelled}

means minimal additional blood supplied to muscles in timeframe ;

ACCEPT converse for slow twitch muscle 4. ACCEPT low numbers of RBC in fast twitch so extra will have minimal additional effect 6. ACCEPT no need for oxygen because of short {time duration of race/distance travelled}

(3) Question Number Answer Additional Guidance Mark

6(b) 1. idea of not being fair ;

2. idea of being a poor role model for youngsters ;

3. health risk to athletes / eq ;

4. cost to {NHS / medical services / eq} of health implications / eq ;

3. ACCEPT raised blood clotting risk, harmful side effects

(2)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

7(a) 1. protein coat / eq ;

2. no {cytoplasm / cell surface membrane present / eq } ;

3. contains { viral genetic material / eq } ;

4. very small / smaller than a bacterium / size stated ;

5. response to antivirals / eq ;

1. ACCEPT capsid 2. ACCEPT no ribosomes, no organelles

(2)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

*7(b) (QWC – Spelling of technical terms must be correct and the answer must be organised in a logical sequence)

1. identify a gene that {provokes an effective immune response / codes for {antigen / eq} / inhibits T. gondii entering {brain/muscle} cells} ;

2. gene removed using a {restriction enzyme / endonuclease} ;

3. {same / this / eq} restriction enzyme used to open {T.

gondii genome / eq} / eq ;

4. sticky ends {formed / eq } ;

5. ligase used to bind gene / eq ;

6. by forming phosphodiester bonds / eq ;

7. idea of method of introducing gene into pathogen ;

8. idea that gene needs to be expressed e.g. protein synthesised ;

9. idea of this protein in provoking an immune response ;

10.detail of immune response ;

QWC with emphasis on clarity of expression 3. NOT plasmid cut open 7. IGNORE plasmid 8. ACCEPT synthesises antigen

(6)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

7(c) 1. idea that it binds to wasp venom so it {is removed from / can no longer bind to} receptor ;

2. idea that breaks down wasp venom so it leaves receptor

;

3. idea that wasp venom binds more readily to it than to the receptor ;

4. idea of the nature of the compound e.g. enzyme ;

(2) Question Number Answer Additional Guidance Mark

7(d) 1. idea that mass of ants and mass other insects compared ;

2. in a measured area / reference to quadrat ; 3. samples taken from other habitats / eq ;

4. reference to extrapolate to world scale ;

(3)

Question Number Answer Additional guidance Mark

7(e) 1. reference to transcription factors ;

2. bind to promoter region / form a transcription initiation complex / eq ;

3. RNA polymerase can bind /eq ;

4. mRNA made ;

5. idea of translation occurring ;

6. at ribosomes / on the RER / in the cytoplasm ;

7. idea of function of product e.g. inhibits normal ant

behaviour / stimulates abnormal ant behaviour / description of abnormal behaviour given ;

8. idea of product affecting nervous system ;

2. ACCEPT gene switched on 5. ACCEPT protein/polypeptide produced

(5) Question Number Answer Additional Guidance Mark

7(f) 1. {sequence of bases / eq} on DNA that codes for a {polypeptide/protein/eq} ;

2. that regulates circadian rhythms / description given ;

2. ACCEPT idea that gene is activated at certain times of the day such as near noon

(2)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

7(g) 1. (signals are) {calcium ions / Ca2+} ;

2. less (Ca2+) binding to troponin so less tropomyosin {displaced / eq} ;

3. so less myosin binding sites exposed (on actin) / less

myosin binds (to actin) ;

4. so there is a lack of muscle use / eq ;

5. idea that muscle atrophy means muscle (mass) reduction

5. ACCEPT muscle wastage for muscle reduction

(4) Question Number Answer Additional Guidance Mark

7(h) 1. idea of unsuccessful breeding programme e.g.(fungi) unable to breed together / eq ;

2. could not produce sexually viable offspring / eq ;

3. they had {few (homologous) features in common /

morphological differences / different chromosome number / eq} ;

4. { DNA / eq } compared ;

5. Use of electrophoresis ;

6. {banding / eq } did not match / eq;

1. ACCEPT cannot interbreed 4. ACCEPT DNA hybridisation, molecular phylogeny, proteomics 5. ACCEPT DNA profiling 6. ACCEPT converse

(4)

Question Number Answer Additional Guidance Mark

7(i) 1. contains xylem / eq ;

2. idea that it is strong enough (to support the ant/fungus) ;

3. leaf supplies {a nutrient/named nutrient/water} to fungus ;

4. idea of enables effective spreading of fungal spores e.g. enables dispersal, effective reproduction ;

(2)

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