Ⅵ. 생명 기술과 미래의 기술

생명 기술의 세계 1-1. 생명 기술의 이해 1-2. 생명 기술의 발달 1-3. 전통 생명 기술 1-4. 생명 기술의 원리와 활용 1-5. 생명 기술과 윤리

학습 목표 생명 기술의 원리를 설명할 수 있다. 생명 기술의 활용 분야를 제시할 수 있다.

복제 양 돌리, 포마토 등과 같은 생명 기술이 활용된 사례에는 어떤 것이 있을까? 복제 양 돌리, 포마토 등과 같은 생명 기술이 활용된 사례에는 어떤 것이 있을까? 복제 개 스너피, 무추(무+배추), 무르지 않는 토마토, 병충해 에 강한 콩과 옥수수, 인슐린, 인터페론, 항생제, 비료가 필요 없는 벼와 보리, 슈퍼 돼지, 슈퍼 닭 등 스너피 토감 무추

생명 기술의 활동 종자 수집 육종 적응 및 유지 우수한 종자를 찾고 모으는 활동 우수한 종자를 찾고 모으는 활동 육종 생명체의 유전적 성 질을 이용하여 형태 나 성질 등을 바꾸 는 활동 적응 및 유지 생명체가 환경의 변 화에 적응하고, 일정 한 안정성을 갖도록 돕는 활동

생명 기술의 활동 품종 보급 번식 사육 및 재배 개량한 품종을 보급 하는 활동 생명체를 재생산하 는 활동 생명체가 잘 자라도 록 돕는 활동

생명 기술의 활동 수확 성장한 생명체를 거 두어들이는 활동 가공 생명체를 인공적으 로 처리하여 새로운 제품을 만드는 활동

생명 기술의 체제 생명 기술은 자원의 ‘투입’과 생명 기술을 적용하는 ‘과정’, 결과 물을 얻는 ‘산출’, 평가와 개선 방안 및 사회적, 법적, 윤리적 문 제점을 확인하는 ‘피드백’의 과정을 거치며 개발된다. 투입 인력, 정보, 재료, 도구와 기계, 에너지, 자본, 시간 과정 종자 수집, 육종, 적응 및 유지, 품종 보급, 번식, 사육 및 재배, 수확, 가공 산출 식품, 에너지, 건강, 폐기 물 처리 피드백 산출물의 유용성 평가, 개선점 확인 및 개선 방안 도출, 사회적·법적·윤리적 문제점 확인

기초 생명 기술 조직 배양 생물체 조직의 일부나 세포를 분리하여 무균 상태로 시험관이나 배지 등의 환경에서 생물체를 재생 또는 증식하는 기술 조직 배양으로 키우는 ‘풍란’ 호르몬 생산, 태아의 유전 질환 확인, 장 기 이식 시에 적합성 등을 판별, 멸종한 생물의 복원 사업 등의 분야에 활용 당근 뿌리의 조직 배양 과정

당근 뿌리의 조직 배양 과정 배지: 미생물이나 동식물의 조직을 배양하는 데 필요한 영양 물질 등이 들어 있는 혼합물

기초 생명 기술 세포 융합 서로 다른 종자의 세포를 하나로 융합시켜 새로운 생명체를 만드는 기술 토감(토마토+감자) 기초 생명 기술 세포 융합 서로 다른 종자의 세포를 하나로 융합시켜 새로운 생명체를 만드는 기술 무추(무+배추) 식물 세포 융합: 포마토(토마토+감자), 무추(무+배 추), 가자(가지+감자), 마고추(마늘+고추), 감귤나 무(감귤+오렌지) 등 동물 세포 융합: 정자와 난자의 인공 수정, 라이거 (사자+호랑이), 생쥐 세포와 닭 세포의 융합 미생물 세포 융합: 균주 생산 등 라이거(사자+호랑이) 포마토 세포 융합 과정

포마토 세포 융합 과정 새롭게 생성된 생명체는 두 세포의 성질을 모두 갖게 됨

기초 생명 기술 핵 치환 세포에서 핵을 제거하고 우수한 유전 형질을 가진 다른 세포의 핵을 이식하는 기술 복제 소 핵 치환 세포에서 핵을 제거하고 우수한 유전 형질을 가진 다른 세포의 핵을 이식하는 기술 복제 말 동물 복제: 우량 가축 복제, 멸종 위기 생물 보 존 등 의료: 이식 및 연구용 장기 생산 등 핵 치환 과정

핵 치환 과정 동물 복제의 필요성 유전적 우월성 이용: 한 개체가 가지고 있는 유전적 우수성을 이용한 유전자 개량이 가능하다. 유전적 우월성 이용: 한 개체가 가지고 있는 유전적 우수성을 이용한 유전자 개량이 가능하다. 동물과 생산물의 동일성 유지: 동물 관리 기술들이 균일하게 이루어져 수월 하며, 생산물도 일정한 규격을 유지할 수 있을 것이다. 멸종 위기종 보존: 멸종 위기에 처한 많은 종들이 보존될 수 있다.

기초 생명 기술 유전자 재조합으로 만든 파란 장미 유전자 재조합 원래 가지고 있지 않은 유전 인자를 다른 생명체에서 추출하여 넣어 주는 등 유전자를 인위적으로 조작하는 기술 유전자 재조합으로 만든 백합 새로운 특성 부여: 잘 무르지 않는 토마 토, 병충해에 강한 옥수수, 환경 오염 물 질 제거 기능이 있는 미생물 등 의료 및 의약품 생산: 유전자 치료, 인슐 린, 백신의 대량 생산 등 유전자 재조합 과정

대장균을 이용하여 인슐린을 만드는 유전자 재조합 과정 외형적인 것과 관련된 유전자가 아니라면 외형적인 변화는 거 의 없음

LMO와 GMO LMO(Living Modified Organisms): 생명 공학 기술을 이용하여 만든 새로운 유전 물질의 조합을 포함하고 있는 살아 있는 생물체 GMO(Genetically Modified Organisms): 인공적으로 유전자를 분리 또는 재조합하여 의도한 특성을 갖게 한 농산물, LMO가 생명력을 잃고 가공된 식품까지 포함한다. LMO와 GMO는 혼용되어 통상 같은 의미로 사용된다. LMO는 생식, 번식이 가능한 것, 즉 살아 있음을 강조하는 용어이다. GMO는 1990년대 중반 이후 유전자 변형 농산물이 본격적으로 상 업화되면서 보편적으로 많이 사용하는 용어이다.

생명 기술의 활용 식품 분야 수확량을 증대한 식물, 병충해와 추위에 강한 식물, 황금쌀 등 원하는 특정 성질을 부여한 식물 생산 품질과 육질이 우수한 가축 개발 및 번식 양식업에서 송어나 연어를 바이러스로부터 보호하는 백신 활용 식품의 질, 영양 성분을 개선하고 식품의 생산량과 저장성 향상

생명 기술의 활용 식품 분야 황금쌀 유전자 재조합 기술을 이용 하여 비타민 A 성분을 강화 한 쌀 야맹증 치료 및 식량 부족 으로 인한 영양소 결핍 등 의 문제 해결 ▲ 일반 쌀 ▲ 황금 쌀

GMO 식품 마트에서 유전자 재조합 기술을 적용한 황금쌀을 판매하고 있다고 가정하자. 황금쌀에 대한 자료를 수집한 후, 황금쌀 구 입을 희망하는 입장과 이를 반대하는 입장에서 각각 토론해 보자. 반대 찬성 기존 식품보다 맛이 우수하다. 영양적으로 우수하다. 일부 제품은 대량 생산되어 오히려 가격이 저렴해질 수 있다. 인체에 미치는 영향이 명확하 지 않다. 새로운 맛과 외형에 적응하기 어렵다. 기존 자연 작물을 재배하는 농가의 경제적 측면을 생각해 야 한다.

식량 문제 굶주림으로 고통 받는 사람들 지구에 살고 있는 60억 인구 가 운데 12억 명이 기아, 즉 굶주 림에 시달리고 있다. 전쟁이 오 래 계속되어 농사를 지을 수 없 거나, 가뭄이나 홍수 등의 자연 재해가 심각할 때 기아 문제가 생긴다. 현재 아프리카와 아시아의 가 난한 나라들이 기아로 커다란 고통을 받고 있다.

질병 치료를 위한 약을 생산하 기 위해 생물을 기르는 약농(의 약품 생산, 식용 식물 백신, 바 이오 장기 등) 의료 분야 질병 치료를 위한 약을 생산하 기 위해 생물을 기르는 약농(의 약품 생산, 식용 식물 백신, 바 이오 장기 등) DNA 분석을 이용하여 장기 이 식 시 조직 일치도 확인 동물의 장기 이식(돼지 심장 판 막 등) 시 거부 반응 억제 유전자 진단, 조직 검사, 법의학 등에 DNA 칩 활용 줄기세포, 맞춤 의약품 개발 연 구 등 식용 식물 백신의 생산 과정: 식품으로 먹어서 효과를 내는 백신 유전자 치료 과정

유전자 치료 과정 유전자 치료란 태어날 때부터 특별한 기능을 가진 유전자에 이 상이 생겼을 때, 이 유전자를 제거하고 정상 유전자로 대체 및 재조합하여 치료하는 것을 말한다. 이상이 있는 유전자가 포함된 세포를 찾아 환자의 몸에서 꺼낸다. 이상이 있는 유전자를 건강한 유전자로 대체한다. 건강한 유전자를 대량 배양하여 다시 환자의 몸에 넣는다.

흙에서 독성 물질을 흡 수하는 식물, 기름 분해 하는 박테리아 등 생산 환경·에너지 분야 흙에서 독성 물질을 흡 수하는 식물, 기름 분해 하는 박테리아 등 생산 미생물에 의한 수소, 알 코올 등 생물 연료 생산 생물 연료: 생물학적 원 료 물질(식물체, 목재, 사탕수수 등)로부터 연 소 혹은 발효 과정에 의 해 생성되는 연료 생물 연료 생산 과정(바이오에탄올)

1 서로 다른 종자의 세포를 하나의 세포로 융합시키는 기술을 무엇이라고 하는가? 세포 융합 2 인공적으로 유전자를 분리 또는 재조합하여 의도한 특성을 갖 도록 한 농산물을 뜻하는 말은 무엇인가? GMO 3 세포 융합 기술이 활용된 사례에는 어떤 것들이 있는가? 포마토, 무추, 가자, 마고추, 감귤나무 등