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16EP01 Candidate session number M15/4/BIOLO/SP2/ENG/TZ1/XX Biology Standard level Paper 2 © International Baccalaureate Organization 2015 16 pages 2215 – 6011 Wednesday 6 May 2015 (morning) Instructions to candidates y Write your session number in the boxes above. y Do not open this examination paper until instructed to do so. y Section A: answer all questions. y Section B: answer one question. y Write your answers in the boxes provided. y A calculator is required for this paper. y The maximum mark for this examination paper is [50 marks]. 1 hour 15 minutes

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16EP01

Candidate session number

M15/4/BIOLO/SP2/ENG/TZ1/XX

Biology

Standard level

Paper 2

© International Baccalaureate Organization 201516 pages2215 – 6011

Wednesday 6 May 2015 (morning)

Instructions to candidates

y Write your session number in the boxes above.

y Do not open this examination paper until instructed to do so.

y Section A: answer all questions.

y Section B: answer one question.

y Write your answers in the boxes provided.

y A calculator is required for this paper.

y The maximum mark for this examination paper is [50 marks].

1 hour 15 minutes

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– 2 –

Section A

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

1. Diabetes is often associated with the failure of the β (beta) cells in the pancreas, but it is unclear what actually causes this failure. FoxO1 is a protein which acts as a transcription

factor to regulate the expression of genes involved in cell growth. FoxO1 also regulates

increase in number and differentiation in cells such as pancreatic β cells.

A study was conducted using mice lacking the gene for FoxO1 in β cells (IKO) as well as normal (control) mice. Blood glucose levels after fasting were compared for four groups of mice: young (3 months old) male mice, young (3 months old) female mice, older females (who have had several pregnancies) and aging males (16–20 months).

Blo

od g

luco

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g / m

g m

l–1 4

3

2

1

0

Key:

Control

IKO

Mean

3 month old Older 3 month old Aging females females males males

[Source: Chutima Talchai, Shouhong Xuan, Hua V. Lin, Lori Sussel, Domenico Accili, “Pancreatic β Cell Dedifferentiation as a Mechanism of Diabetic β Cell Failure”, Cell, Volume 150, Issue 6, 14 September 2012, Pages 1223–1234.]

(a) Compare blood glucose levels after fasting in young control mice and young IKO mice without FoxO1. [2]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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16EP02

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– 3 –

Turn over

(Question 1 continued)

(b) (i) Estimate the difference between mean blood glucose levels in control and IKO older female mice. [1]

. . . . . . . . . . . . . . . . .mg ml–1

(ii) Aging and having pregnancies are considered to be physiological stresses.

Deduce the effect of stress on blood glucose levels. [2]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(c) Outline the relationship between blood glucose levels after fasting and lack of FoxO1

in the mice studied. [2]

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(This question continues on the following page)

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– 4 –

(Question 1 continued)

The levels of pancreatic hormones and β cell mass in older female control mice and older female IKO mice lacking FoxO1 were then investigated.

Pla

sma

insu

lin /

ng m

l–1 6

4

2

0 Pla

sma

gluc

agon

/ pg

ml–

1 400

300

200

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0

β ce

ll m

ass

in

panc

reas

/ m

g

3

2

1

0 Control IKO Control IKO Control IKO

[Source: Chutima Talchai, Shouhong Xuan, Hua V. Lin, Lori Sussel, Domenico Accili, “Pancreatic β Cell Dedifferentiation as a Mechanism of Diabetic β Cell Failure”, Cell, Volume 150, Issue 6, 14 September 2012, Pages 1223–1234]

(d) Calculate the percentage difference in β cell mass of the IKO mice compared to the control mice. [2]

. . . . . . . . . . . . . . . . .%

(e) State the correlation between lack of FoxO1 and pancreatic hormones in mice. [1]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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– 5 –

Turn over

(Question 1 continued)

(f) Referring to the functions of insulin and glucagon, suggest how the differences in hormone levels help to explain the blood glucose levels. [3]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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2. Milk contains lactose which some people can digest but some cannot.

(a) State what type of sugar lactose is. [1]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(b) State a function of lactose. [1]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(c) Explain the production of lactose-free milk. [3]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Turn over

3. The diagram below shows a motor neuron.

I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

III . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

IV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

[Source: © International Baccalaureate Organization 2015]

(a) Label the structures indicated by the numbers I–IV. [2]

(b) State a function of motor neurons. [1]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(c) Defi ne resting potential. [1]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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(Question 3 continued)

(d) Outline how nerve impulses are transmitted along a nerve fibre. [3]

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Turn over

4. (a) Distinguish between absorption of red, green and blue light by chlorophyll. [2]

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(b) (i) Draw a graph to show the effect of increasing light intensity on the rate of

photosynthesis. [1]

Light intensity

Rate

of

photo

synth

esis

(ii) Explain one way of directly measuring the rate of photosynthesis. [2]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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– 10 –

Section B

Answer one question. Up to two additional marks are available for the construction of your answer.

Write your answers in the boxes provided.

5. (a) Draw a labelled diagram of a prokaryotic cell. [5]

(b) Bacteria are prokaryotes that sometimes act as pathogens. Describe how the body can defend itself against pathogens. [7]

(c) Explain the evolution of antibiotic resistance in bacteria. [6]

6. (a) Draw a labelled diagram of the human adult male reproductive system. [5]

(b) Describe the application of DNA profiling to determine paternity. [5]

(c) Explain the inheritance of colour blindness. [8]

7. (a) Draw a labelled diagram showing the structure of three water molecules and how

they interact. [4]

(b) Aquatic and other environments are being affected by a global rise in temperature.

Outline the consequences of this on arctic ecosystems. [6]

(c) Cell membranes separate aqueous environments in cells. Explain how the properties of phospholipids help to maintain the structure of cell membranes. [8]

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Turn over

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