CHAPTER 3 HEREDITY AND GENETICS3-1 What is heredity?
OBJECTIVE: Explain why offspring have some of the traits of their parents but not all.
Key Terms
trait: characteristic
inherited (ihn-HEHR-ih-tuhd) trait: trait that is passed from parents to their offspring
heredity (huh-REHD-ih-tee): passing of traits from parents to offspring
genetics (juh-NEHT-ihks): study of heredity
Lesson Summary
• Traits are the characteristics of an organism.
• The passing of traits from parents to offspring is called heredity.
• The field of biology that studies heredity is called genetics.
3-2 What is meiosis?
OBJECTIVES: Define gamete. Describe the type of cell division called meiosis.
Key Terms
sperm cell: male reproductive cell
egg cell: female reproductive cell
gamete (GAM-eet): reproductive cell
meiosis (my-OH-sis): type of cell division that produces gametes
Lesson Summary
• Every body cell of an animal contains the same number of chromosomes.
• Sperm cells and egg cells are gametes, or reproductive cells. Gametes contain half the number of chromosomes of a body cell.
• Gametes form through a process called meiosis.
• Meiosis occurs in two parts. Part I results in two daughter cells with different sets of chromosomes. Part II results in daughter cells that contain half the number of chromosomes as a body cell.
3-3 What is DNA?
OBJECTIVES: Describe the molecular makeup of DNA. Explain the role of DNA in living organisms.
Key Terms
DNA: large molecule contained in chromosomes
replication (rehp-lih-KAY-shuhn): process by which DNA is duplicated
protein synthesis: process by which proteins are made
RNA: molecule used in the making of proteins
Lesson Summary
• Chromosomes are made of large molecules called DNA.
• DNA contains sugars, phosphates, and four nitrogen bases: adenine, thymine, cytosine, and guanine.
• The structure of DNA was discovered by James Watson and Francis Crick, with the help of other scientists.
• Before mitosis can occur, DNA molecules make copies of themselves during replication. This results in two identical DNA strands.
• DNA contains a genetic code that determines the kinds of inherited traits an organism will have.
• Proteins are produced during a process called protein synthesis. RNA is a molecule involved in protein synthesis.
3-4 What are chromosomes?
OBJECTIVE: Describe how genes and chromosomes are involved in heredity.
Key Terms
karyotype (KAIR–ee–oh–typ): organized display of an organism’s chromosomes
centromere (SEHN-troh-meer): point of a chromosome where two parts meet
genes (JEENZ): parts of a chromosome that control inherited traits
allele (uh-LEEL): one of two or more forms of a particular gene
Lesson Summary
• Chromosomes are made up of chromatin.
• Chromatin is composed of long, thin strands of DNA.
• Genes control inherited traits such as eye color and hair color.
• Scientists use karyotypes to study chromosomes.
• Organisms that carry out sexual reproduction have chromosomes that exist in pairs. Humans have 23 pairs of chromosomes.
• Alleles are different versions of the same gene. For example, the gene for hair color may have one allele for brown hair and one for black hair.
3–10 What are some inherited diseases?
OBJECTIVE: Identify some inherited diseases.
Key Term:
inherited disease: disease caused by an inherited gene
Lesson Summary
• An inherited disease is caused by an inherited abnormal gene.
• Sickle-cell anemia is an inherited disease in which red blood cells have an abnormal shape. They clog arteries and inhibit proper blood flow. The gene for sickle-cell anemia is recessive.
• Phenylketonuria (PKU) is an inherited disease caused by a recessive gene. People with this disease are missing an enzyme that is needed to break down the amino acid phenylalanine. Many foods contain this amino acid.
• Tay-sachs disease and Huntington’s disease are also inherited diseases.
3–11 How does the environment affect inherited traits?
OBJECTIVE: Explain how the living conditions of an organism affect the way it develops.
Key Terms
mutagen: substance that increases the rate of mutation
carcinogen: substance that causes cancer
Lesson Summary
• The environment can change the way a trait is expressed.
• Heavy winds can cause trees to bend as they grow. Poor soil can cause plants to grow smaller than normal. These are environmental influences.
• The environment can cause mutations in genes.
• Mutations are changes in the genetic material of an organism. Some mutations are harmful to the organism; some are beneficial.
• Mutations are usually not passed on to offspring if they occur only in the body cells.
• Mutagens are factors that increase the likelihood of mutations.
• Ultraviolet light rays, chemicals in water, and radiation are all mutagens.
3–12 How is genetics used to improve living things?
OBJECTIVE: Explain the different methods of controlled breeding.
Key Terms
controlled breeding: mating organisms to produce offspring with certain traits
mass selection: crossing plants with desirable traits
hybridization (hy-brihd-ih-ZAY-shuhn): mating two different kinds of organisms
inbreeding: mating closely related organisms
Lesson Summary
• Mating organisms to produce offspring with certain traits is called controlled breeding.
• Mass selection involves crossing plants with desirable traits. This takes several generations of using only the plants that have the desirable trait.
• The mating of two different kinds of organisms is called hybridization. The offspring show traits of both parents.
• Inbreeding is the mating of closely related organisms. This produces offspring that have genes that are very similar to their parents’ genes.
3–13 What is genetic engineering?
OBJECTIVE: Describe one method used to produce new DNA.
Key Terms
genetic engineering: process by which new forms of DNA are produced
gene splicing (SPLYS-ing): moving a section of DNA from the genes of one organism to the genes of another organism
Lesson Summary
• New forms of DNA are produced through genetic engineering.
• Benefits of genetic engineering include the development of new medicines and treatments as well as improved agriculture.
• Disadavantages include the possibility that a new organism could cause a disease for which there is no cure.
CAPÍTULO 3 HERENCIA Y GENÉTICA
3-1 ¿Qué es la herencia?
OBJETIVO: Explicar por qué los hijos tienen algunos rasgos de sus padres, pero no todos.
Conceptos clave
trait — rasgo: característica
inherited trait — rasgo hereditario: rasgo que pasa de padres a hijos
heredity — herencia: transmisión de los rasgos de padres a hijos
genetics — genética: estudio de la herencia
Resumen de la lección
• Los rasgos son las características de un organismo.
• La transmisión de rasgos de padres a hijos se conoce como herencia.
• La genética es el campo de la biología que estudia la herencia.
3-2 ¿Qué es la meiosis?
OBJETIVOS: Definir los gametos. Describir un tipo de división celular llamada meiosis.
Conceptos clave
sperm cell — espermatzoide: célula reproductora masculina
egg cell — óvulo: célula reproductora femenina
gamete — gameto: célula reproductora
meiosis — meiosis: tipo de división celular que produce gametos
Resumen de la lección
• Todas las células del cuerpo de los animales contienen el mismo número de cromosomas.
• Los espermatozoides y los óvulos son gametos, o células reproductoras. Los gametos contienen la mitad de las cromosomas que contienen las células del cuerpo.
• Los gametos se forman mediante un proceso llamado meiosis.
• La meiosis ocurre en dos partes. En la primera parte, se producen dos células hijas con grupos distintos de cromosomas. En la segunda parte se producen células hijas que contienen la mitad de los cromosomas que contiene una célula corporal.
3-3 ¿Qué es el ADN?
OBJETIVOS: Describir la composición molecular del ADN. Explicar la función del ADN en los organismos vivos.
Conceptos clave
DNA — ADN: moléculas grandes que se encuentran en los cromosomas
replication — replicación: proceso por el cual se duplica el ADN
protein synthesis — síntesis de proteínas: proceso por el cual se producen proteínas
RNA — ARN: molécula que se utiliza en la producción de proteínas
Resumen de la lección
• Los cromosomas se componen de moléculas grandes conocidas como ADN.
• El ADN contiene azúcares, fosfatos y cuatro bases de nitrógeno: adenina, timina, citosina y guanina.
• James Watson y Francis Crick descubrieron la estructura del ADN con la ayuda de otros científicos.
• Antes de que pueda ocurrir la mitosis, las moléculas de ADN hacen copias de sí mismas durante la replicación, produciendo así dos cadenas idénticas de ADN.
• El ADN contiene un código genético que determina los rasgos heredados que un organismo va a tener.
• Las proteínas se producen en un proceso llamado síntesis de proteínas. El ARN es una molécula que participa en la síntesis de proteínas.
3-4 ¿Qué son los cromosomas?
OBJETIVO: Describir el papel que tienen los genes y los cromosomas en la herencia.
Conceptos clave
karyotype — cariotipo: presentación organizada de los cromosomas de un organismo
centromere — centrómero: punto de los cromosomas donde se unen ambas partes
genes — genes: partes de los cromosomas que controlan los rasgos hereditarios
allele — alelo: una de dos formas o más de un gen en particular
Resumen de la lección
• Los cromosomas están hechos de cromatina.
• La cromatina se compone de cadenas largas y delgadas de ADN.
• Los genes controlan los rasgos hereditarios, como el color de los ojos y del cabello.
• Los científicos utilizan los cariotipos para estudiar los cromosomas.
• Los organismos que llevan a cabo reproducción sexual tienen pares de cromosomas. Los seres humanos tienen 23 pares de cromosomas.
• Los alelos son distintas versiones del mismo gen. Por ejemplo, el gen del color del cabello puede tener un alelo para cabello café y otro para cabello negro.
3-10 ¿Qué enfermedades son hereditarias?
OBJETIVO: Identificar varias enfermedades hereditarias.
Concepto clave
inherited disease — enfermedad hereditaria: enfermedad causada por un gen heredado
Resumen de la lección
• Las enfermedades hereditarias las causa un gen anómalo heredado.
• La anemia falciforme es una enfermedad hereditaria en la que los glóbulos rojos de la sangre tienen una forma anómala. Obstruyen las arterias e impiden el flujo adecuado de la sangre. El gen de la anemia falciforme es recesivo.
• La fenilcetonuria es una enfermedad hereditaria causada por un gen recesivo. A las personas que padecen esta enfermedad les falta una enzima necesaria para procesar el aminoácido llamado fenilananina. Este aminoácido se encuentra en muchos alimentos.
• La enfermedad de Tay-Sachs y la de Huntington son también enfermedades hereditarias.
3-11 ¿Cómo afecta el medio ambiente a los rasgos hereditarios?
OBJETIVO: Explicar que las condiciones de vida de un organismo afectan su desarrollo.
Conceptos clave
mutagen — mutágeno: sustancia que incrementa las mutaciones
carcinogen — carcinógeno: sustancia que produce cáncer
Resumen de la lección
• El medio ambiente puede cambiar la manera en que se presenta un rasgo.
• Los vendavales pueden causar que los árboles se tuerzan al crecer y el suelo poco fértil puede causar que las plantas sean más pequeñas de lo normal. Son influencias ambientales.
• El medio ambiente puede causar mutaciones en los genes.
• Las mutaciones son cambios en el material genético de un organismo. Algunas mutaciones son dañinas para el organismo y otras son beneficiosas.
• Las mutaciones no suelen transmitirse a los vástagos si se producen solamente en las células corporales.
• Los mutágenos son factores que aumentan la probabilidad de que se produzcan mutaciones.
• Los rayos ultravioletas, las sustancias químicas en el agua y la radiación son mutágenos.
3-12 ¿De qué sirve la genética para mejorar los seres vivos?
OBJETIVO: Explicar los diferentes métodos de reproducción controlada.
Conceptos clave
controlled breeding — reproducción controlada: cruce de organismos para producir vástagos con rasgos determinados
mass selection — selección en masa: cruce de plantas con rasgos deseados
hybridization — hibridación: cruce entre dos tipos de organismos diferentes
inbreeding — endogamia: cruce entre dos organismos de parentesco muy próximo
Resumen de la lección
• El cruce de organismos con el fin de producir vástagos con rasgos determinados se conoce como reproducción controlada.
• La selección en masa significa cruzar plantas con rasgos deseados. Es necesario utilizar exclusivamente las plantas que tienen el rasgo deseado durante varias generaciones.
• El cruce entre dos tipos de organismos diferentes se llama hibridación. Los vástagos presentan rasgos de ambos progenitores.
• La endogamia es el cruce entre organismos con lazos de parentesco muy próximos. Produce vástagos con genes muy similares a los de sus progenitores.
3-13 ¿Qué es la ingeniería genética?
OBJETIVO: Describir un método que se ha utilizado para producir ADN nuevo.
Conceptos clave
genetic engineering — ingeniería genética: proceso por el cual se producen nuevas formas de ADN
gene splicing — empalme de genes: mover una sección de ADN de los genes de un organismo a los genes de otro organismo
Resumen de la lección
• Nuevas formas de ADN se producen mediante la ingeniería genética.
• Entre las ventajas de la ingeniería genética se incluyen la creación de nuevos medicamentos y tratamientos, así como las mejoras en la agricultura.
• Entre las desventajas se incluye la posibilidad de que un nuevo organismo pueda causar una enfermedad incurable.
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