new vi 생명기술과미래의기술 · 2012. 7. 25. ·...

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생명기술과미래의기술 VI 1 생명 기술의 세계 2 미래 기술과 통합 체험 활동 270 270 270 270 270 270 270 270 270 270 270 270 270 270 270 270 270

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  • 생명기술과미래의기술VI1 생명기술의세계

    2 미래기술과통합체험활동

    270270270270270270270270270270270270270270270270270

  • 생명체를 대상으로 하는 생명 기술은 오랜 역사 속에서 인간 생활과 밀접한 관계를 맺으며 발전해

    왔고, 현대인의 생활 속에도 깊숙이 자리 잡고 있다. 미래 사회에서의 기술 발달은 인간 생활에 많은

    변화를가져올것으로예측되며, 변화의속도또한빨라질것이다.

    이 단원에서는 생명 기술의 원리와 우리 생활 속에서의 활용을 탐색하고 생명 기술의 윤리적 쟁점을

    이해하도록 한다. 또, 미래 기술의 동향과 사례를 알고 미래 사회에 미치는 영향을 설명할 수 있으며,

    미래기술과관련된문제를통합적으로해결할수있도록한다.

    271271271271271271271271271271271271271271271271271

  • 272 | Ⅵ. 생명 기술과 미래의 기술

    현대사회의생명기술은인류건강과식량문제해결등인간의삶의질을

    향상시키는데크게기여하면서21세기의핵심적인기술로인식되고있다.

    생명 기술의 개념과 원리를 이해하고, 생명 기술의 발달 과정과 우리나

    라 전통 생명 기술을 알아본다. 또, 생명 기술이 우리 생활 속에서 어떻게

    활용되고 있는지 알아보고, 생명 기술과 관련된 윤리적 쟁점을 이해하며,

    생명 기술 관련 직업 세계를 탐색하여 생명기술의 이해를 넓힌다.

    “4500년 전 멸종된 매머드가 부활하여 동물원에 등장한다면 얼마나 흥미로울까?”최근 북동

    시베리아 사하 공화국에서 냉동 상태로 보존된 매머드가 다량 발굴되면서, 생체 조직의 복제를

    통한 매머드의 복원을 위한 연구가 진행되고 있다. 현대의 첨단 생명 기술을 이용한다면 그림

    속에서나 볼 수 있었던 수천만 년 전에 멸종된 동물도 눈앞에서 볼 수 있는 날이 오지 않을까?

    생각열기

    ㅣ학습 목표ㅣ

    �생명 기술의 개념과 특성 및 시스템을 설명할 수 있다.

    �생명 기술의 발달 과정과 우리나라 전통 생명 기술에 대해 설명할 수 있다.

    �생명 기술의 원리와 활용 분야에 대해 알 수 있다.

    �생명 기술과 관련된 윤리적 쟁점을 이해하고, 생명 기술 관련 직업의 세계를

    탐색할 수 있다.

    생명기술의세계1

    와~책에서만보던매머드를실제로볼수있다니

    …….

    매머드가살아서움직이면

    정말대단하겠는데!

    안녕, 친구~실제로살아있는

    매머드가보고싶다고?

    자, 이거면충분하지! 박사님, 도대체어떻게하신거예요?

    생명기술을이용하면실제로살아움직이는매머드를볼날도머지않았단다.

  • 1. 생명기술의세계 | 273

    생명기술의이해

    기술과 산업의 발달로 인간의 삶은 풍요로워졌지만 에너지 고갈, 환

    경 파괴, 질병과 장애 발생, 식량 부족 등의 문제를 안게 되었다. 특히

    급격한 인구 증가로 인한 식량 부족은 심각한 문제로 떠오르고 있다.

    이러한 문제 해결 방안으로 생명 기술이 대표적인 기술로 주목받고

    있다.

    1. 생명 기술의 개념인간은 오래전부터 효모를 이용하여 빵을 부드럽게 만들고, 곡식을

    발효시켜 술을 빚고, 가축과 작물을 재배하여 식량을 얻는 등 다양하게

    생명체를 이용하며 생활해 왔다.

    이와 같이 생명 기술은 생명체가 가진 특성이나 기능을 활용하여 인

    간에게 유용한 물질을 생산하거나 처리하는 수단이나 방법을 말한다.

    즉, 생명 기술은 동물, 식물, 미생물 등의 생명체를 대상으로 이들의 구

    조와 기능을 분석하고, 생명체가 가진 조직과 세포, 유전자 등의 기능

    을 활용하여식품, 의약품, 에너지등의 물질을생산해내는 기술이다.

    오늘날 생명 기술은 식량 자원, 보건, 의료, 환경,

    에너지 개발 등 여러 산업 분야에

    폭넓게 이용되고 있다.

    1

    주요 용어

    �생명 기술

    �발효 기술

    �나노 기술

    �지놈

    인터넷 사이트

    �바이오스쿨

    http://edu.kribb.re.kr

    e

    효모 | 엽록소가 없는 단세포로

    이루어진 원형 또는 타원형의 균

    류. 식품을 제조할 때 발효와 부

    풀리기에이용함.

    발효 | 미생물이나 균류를 이용

    하여 인간에게 유용한 물질을 얻

    어내는것

    식품

    의료 환경

    에너지

    그림 Ⅵ-1 생명기술의이용분야

    미생물

    동물

    식물

    농업

    ◀세포, 유전자, 미생물의

    기능을 이용

  • 274 | Ⅵ. 생명 기술과 미래의 기술

    생명 기술은 그림 Ⅵ-2와 같이 인간의 노력, 지식, 정보, 재료와 도

    구, 기계, 에너지, 자본, 시간 등의 자원을 투입하고, 생명체의 증식, 성

    장, 유지, 수확, 가공, 적응, 처리, 변환 등의 처리 과정을 거쳐 인간에

    게 필요한 산물을 얻는 기술이다. 산출 과정에서 환경 오염의 원인이

    되는 폐기물을 처리할수 있다.

    증식:̀ 생명체를 재생산하

    는기술

    성장:̀ 생명체가 잘 자라도

    록돕는기술

    유지:̀ 생명체가 살아갈 수

    있도록 햇빛, 수분, 양분을

    공급하는 기술

    적응:̀ 생명체가 환경에 반

    응하여변화하는과정

    털이많아짐.

    처리:̀ 생명체의 질병을 치

    료하거나 특성을 개량하기

    위해조치를취하는기술

    변환:̀ 생명체의 형태와 성

    질을바꾸는기술

    수확:̀ 생명체를 이용하기

    위해준비하는 과정

    품종개량옥수수

    시리얼

    인간의 노력, 지식, 정보, 재료, � 도구, 기계, 에너지, 자본, 시간�

    증식, 성장, 유지, 수확,�적응, 처리, 변환�

    처리�투입� 산출�

    식품, 에너지, 건강,�폐기물 처리�

    산출된 결과물의 유용성 평가,�개선점 확인 및 개선 방안 도출,�

    사회적∙법적∙윤리적 문제점 확인�

    피드백�

    그림 Ⅵ-2 생명기술시스템

  • 실생활과 관계가 깊다. 다른 기술 영역과 융합성을 가진다. 경제적 가치가 높다.

    이용 범위가 넓다. 생명체를 대상으로 한다. 친환경적이다.

    1. 생명기술의세계 | 275

    조사활동

    학문 간의 융합 및 각 분야의 기술을 융합한 차세대 융합 기술이 전 세계적으로 주목을 받고 있으

    며, 인류의 삶을 크게 향상시킬 것으로 기대된다. 다음 차세대 융합 기술을 적용한 생명 기술의 예 중

    하나를 선택하여 인터넷 등을 통해 사례를 조사하고, 느낀 점을 적어 보자.

    �피한 방울로질병진단

    �컴퓨터용실리콘칩을 질병 진단에활용

    �뇌 신경 전달물질을측정하는센서

    �나노기술로면역세포 강화

    2. 생명 기술의 특성생명체를대상으로하는생명기술의특성은일반적으로다음과같다.

    그림 Ⅵ-3 생명기술의특성

    정보 통신, 제조, 수송, 건설 등의 다

    른 기술 영역과 융합되어 이용될 수

    있다.

    식품이나 의료와 같이 우리 생

    활과 직접적으로 관련이 있는 분

    야에 많이 이용된다.

    원료나 시설에 드는 비용이 적

    은 반면, 생산되는 제품의 가치

    는 높다.

    동물, 식물, 미생물 등 생명체

    를 대상으로 한다.

    농업, 식품, 의료, 환경, 에너지

    등 다양한 분야에 이용되고 있다.

    자원 재생적 성격이 강하며,

    환경 오염이 적다.

  • 276 | Ⅵ. 생명 기술과 미래의 기술

    3. 생명 기술의 발달초기의 생명 기술이 주로 작물의 재배에 이용되었다면, 현대에는 생

    명체의 특성을 변형시키거나 새로운 생명체를 만들어 다양한 분야에서

    활용하고 있다.

    (1) 초기의 생명 기술

    발효 기술의 이용 생명 기술은 고대 이집트에서 효모를 이용하여 빵

    과 술을 만들어 먹던 것으로부터 시작되었다고 볼 수 있다. 무엇보

    다 고대 아라비아의 상인에 의해 발명된 치즈는 오늘날까지 애용되

    고 있다.

    작물과 가축의 개량 인간은오랜농경의경험에의한방법으로, 좋은작

    물의종자를골라심거나우량한가축끼리의교배를통해우수한작물

    과가축으로개량하는노력을이어왔다.

    과학적 생명 기술의 시대 16세기 현미경의 발명으로 과학적인 생명

    기술 연구의 길이 열리게 되었다. 세포의 발견으로 전염병이 세균에

    의해 발생된다는 것을 알게 되고, 1700년대 말 백신 개발로 전염병

    백신 | 전염병을 예방하기 위해

    인체나동물에투여하는면역원

    유전 | 유전자 본체인 DNA의 전

    달과 작용으로 형질이 어버이로

    부터 자손으로 전해져 나타나는

    생명 현상 또는 그와 같은 생물

    의기능

    그림 Ⅵ-4 생명기술의발달

    로버트훅의세포발견(1665)

    코르크조직에서최초로세포발견

    발효기술활용

    고대 이집트에서는 효모를 이용

    하여빵과술을만듦.

    제너(1796)

    천연두를막기위한백신을개발

    멘델의유전법칙발견(1866)

    완두콩을 이용한 유전 법칙 발견

    으로유전학의기틀마련

    탄저병백신효능입증(1881)

    파스퇴르는 백신 접종에 의한 전

    염병예방법의일반화에성공

    년경BC 년대 년대 년대

  • 1. 생명기술의세계 | 277

    을 예방할 수 있게 되었으며, 19세기 초 항생제 개발로 질병을 보다

    쉽게 치료할 수 있게 되었다.

    (2) 현대의 생명 기술

    유전자 재조합 기술의 개발 1953년 왓슨과 크릭에 의해 DNA의 나선

    구조가 밝혀짐으로써 유전자의 재조합 기술이 개발되어 유전 공학에

    획기적인 변화를 가져왔다. 이로 인해 인간의 질병 예방과 치료에 크

    게기여하게되었고, 병해충에견디는작물을만들수있게되었다.

    복제 기술의 개발 1996년 월머트는 체세포의 복제를 통해서 최초의

    복제 양 돌리를 복제하여 포유동물의 복제에 성공했다. 이러한 복제

    기술은 유전자 관련 질병 치료와 필요한 형질만을 가진 동물의 대량

    생산에 이용될 수 있게 되었다.

    인간 지놈 프로젝트의 개발 인간 지놈 프로젝트의 완성으로 질병의

    초기 진단과 난치병 치료의 길이 열리게 되었다. 인간의 유전자 정

    보를 해석해 냄으로써 각종 유전자와 관련된 질병의 치료가 가능할

    것으로 기대된다.

    항생제 | 미생물을 죽이거나 성

    장을억제하는물질

    왓슨(Watson, J. D., 1928~ ) |

    미국의 생물학자. 1953년 크릭과

    함께 DNA의 이중 나선 구조를

    발견하였으며, 이 업적으로 노벨

    생리학∙의학상을수상했다.

    크릭(Crick, F.̀̀H.̀̀C., 1916~2004) |

    영국의 생물학자. 1947년 케임브

    리지 대학 연구소에서 단백질 구

    조를 연구하던 중 왓슨과 교류하

    여 DNA의 나선 구조를 발견하

    였다. 저서로“놀라운 가설”등

    이있다.

    지놈(genome) | 생물이 생활을

    영위하는 데 꼭 필요한 1쌍의 염

    색체로, 생물의 유전 형질을 나타

    내는모든유전정보가들어있다.

    플레밍의페니실린발견(1928)

    미생물을 이용하여 항생제(페니

    실린) 개발

    포마토개발(1978)

    세포의 융합에 의한 잡종 생명

    체개발

    DNA 발견(1953)

    왓슨과크릭은DNA가 2중나선

    구조로이루어졌음을발견함.

    복제양돌리의탄생(1996)

    월머트 박사는 체세포를 복제하

    여최초의포유동물을탄생시킴.

    인간 지놈 프로젝트 완성

    (2004)

    인간의 DNA 염기 서열을 분석

    하여인간유전자지도완성

    년대 년대 년대 년대

  • 간장, 된장 등 장류의 재료인 메주를 만들 때 짚으로

    묶는 이유에 대하여 알아보자.

    탐구활동

    278 | Ⅵ. 생명 기술과 미래의 기술

    우리나라의전통생명기술

    우리 조상들은 예로부터 생활 속에 다양한 생명 기술을 이용해 왔다.

    우리나라의 대표적인 전통 생명 기술로는 발효 기술, 재배 기술, 의약

    기술등을 들 수 있다.

    1. 발효 기술우리 조상들은 식품을 오랫동안 보관하고 맛과 영양을 더 좋게 하는

    발효 기술을 이용해 왔다. 대표적인 발효 식품으로는 김치, 장류, 젓갈

    류와 전통 발효주 등이 있다. 발효 식품은 항암 효과와 노화 억제, 면역

    력 강화와 소화 촉진에 뛰어난 효능이 있다는 것이 밝혀져 건강을 중시

    하는현대인들에게좋은 식품으로각광받고있다.

    김치 배추, 무 등을 소금에 절여 고추, 파, 생강, 젓갈 등의 부재료와

    함께 버무린 후 발효시켜 먹는다. 김치는 발효 과정 중 유산균이 생

    성되어장운동을좋게하고비타민, 무기질, 단백질을공급해준다.

    장류 콩을 삶아 메주를 만들어 띄운 다음, 띄운 메주를 소금물에 발

    효시키면 간장이 되고 나머지 찌꺼기는 된장이 된다. 또한, 고추장

    은 메줏가루와 고춧가루에 찹쌀가루나 밀가루 풀을 쑤어 넣고 버무

    린 것이다.

    젓갈류 어패류에 소금을 넣음으로써 미생물의 분해 작용에 의해 알

    맞게 숙성되는 원리를 이용하여 만든다. 젓갈은 상하기 쉬운 어패류

    를 소금에 저장하여 오래 먹을 수 있도록 한 데서 비롯되었다.

    전통 발효주 탁주와 청주 등이 있으며, 곡물을 발효시키면 희뿌옇게

    탁한 탁주가 만들어지는데, 막걸리, 동동주 등이 포함된다. 청주는

    탁주에서 찌꺼기를걸러 내고맑은 술만 모은것이다.

    2

    주요 용어

    �발효 식품

    �이앙법

    �골뿌림법

    �동의보감

    �사상 의학

    그림 Ⅵ-5 발효기술의예

    김치

    젓갈

    전통 발효주

  • 2. 재배 기술우리 조상들은 우량 종자의 선별, 이앙법, 골뿌림법, 깊이갈이, 곧뿌

    림법과 같은재배 기술을 농사에 적용하여 수량 증대에힘썼다.

    우량 종자의 선택 농사를 지을 때 가장 우수한 종자를 선택하여 저장

    하였다가 사용하였으며, 이는선발 육종의 기초가 되었다.

    이앙법 일명 모내기법이라 한다. 모판을 만들어 모를 미리 싹을 틔

    운 후 모가 어느 정도 자라면 물을 댄 논에 옮겨 심는 방법을 말한다.

    잡초 제거의 수고를 덜고 어린 모를 잘 보호할 수 있기 때문에 벼의

    생산량 증대에 기여할 수 있었다. 최근에는 기계 이앙 방법을 주로

    이용하고있고, 밭 작물에도 많이 활용하고 있다.

    골뿌림법 소 또는 사람의 힘으로 밭에 고랑과 이랑을 만든 후 밭두둑

    을 쌓아 고랑에 씨를 뿌리는 방법이다. 고랑에 씨를 뿌리면 작물이

    추위에 잘 견딜 수 있으며, 수분의 증발을 막아 가뭄에도 잘 견딘다.

    또한, 거름의 효과가 좋아 작물이 잘 자라게 되며 잡초를 제거하기

    가 쉽다.

    깊이갈이 쟁기를 이용하여 논밭을 깊게 갈아 땅속 깊이 있는 영양분

    을 끌어올릴 수 있게 한 재배법이다. 우리 조상들은 논과 밭에 거름

    을주어밭의지력을높였으며, 깊이갈이로작물의수확량을높였다.

    곧뿌림법(직파법) 모판을 만들어 모종을 길러 옮겨심는 것이 아니라

    본밭에 직접 씨를 뿌려 작물을 가꾸는 방법이다. 이 방법을 쓰면 모

    종을 기르는 노력을 줄일 수 있다. 요즈음에는 논벼도 곧뿌림법으로

    일부 가꾼다.

    그림 Ⅵ-6 이앙법

    그림 Ⅵ-7 소를이용한깊이갈이

    선발 육종 | 재래 품종에서 실용

    적으로 가치 있는 것을 가려 내

    어 유전적으로 고정시킴으로써

    재래의 품종보다 훨씬 우수한 새

    품종을만들어내는품종개량법

    1. 생명기술의세계 | 2791. 생명기술의세계 | 2791. 생명기술의세계 | 2791. 생명기술의세계 | 2791. 생명기술의세계 | 2791. 생명기술의세계 | 2791. 생명기술의세계 | 2791. 생명기술의세계 | 2791. 생명기술의세계 | 2791. 생명기술의세계 | 2791. 생명기술의세계 | 2791. 생명기술의세계 | 2791. 생명기술의세계 | 2791. 생명기술의세계 | 2791. 생명기술의세계 | 2791. 생명기술의세계 | 2791. 생명기술의세계 | 279

  • 280 | Ⅵ. 생명 기술과 미래의 기술

    3. 의약 기술우리 조상들은 예로부터 질병의 치료에 약초를 사용하거나 곤충, 동

    물을 이용해 왔다. 또한, 의약 기술을 체계적으로 정리하여 의학 서적

    을 편찬하였다.

    약초의 이용 병의 예방과 치료의 목적으로 사용해 왔다. 약초를 복용

    할 때에는 위나 장에서 약의 좋은 성분이 우리 몸에 빨리 흡수되도

    록 하기위해 약초를잘 말려서 달여먹었다.

    곤충이나 동물을 이용한 치료 곤충이나 동물은 주로 그 침이나 습성

    을 이용한 방법이 질병 치료에 이용되었다. 벌침은 통증 완화, 염증

    의 제거, 혈액 순환을 돕기 위해 사용되었다. 거머리의 피를 빠는 습

    성을 이용하여 뇌졸중, 피부병, 종기등을 치료하였다.

    의학 서적 편찬 동의보감은 허준(광해군 2년,

    1610년)이 저술한 의학 서적으로, 우리나

    라 의학 기술의 우수성을 널리 알린 책이

    다. 동아시아의 의학을 집대성한 것으로 평

    가받고 있으며, 2009년에 유네스코 세계 유

    산으로등재되었다.

    사상 의학 조선 후기 한의학자 이제마에 의

    해창안된체질의학으로, 사람의체질을네가지

    유형으로 나누고 그에 따라 병을 치료하고자 하

    였다.

    그림 Ⅵ-8 약재달이기

    그림 Ⅵ-9 벌침

    그림 Ⅵ-10 동의보감

    자산어보읽을거리

    자산어보는 조선 시대 정약전(1758~1816)이 기록한 수산학 연구서이

    다. 정약전은 흑산도로 귀양을 가 생활하면서 그 지방의 각종 어류와 수

    중 식물의 습성 및 분포, 형태를 정리하였다.

    자산어보는 각종 어류와 수중 생물을 비늘이 있는 종류, 딱딱한 껍데기

    를 가진 종류, 물고기가 아니지만 물에 사는 생물로 분류하여 총 155종의

    수산 동식물의 분포, 형태, 습성을 설명하였다. 우리나라 수산 자원을 파

    악한 가장 오래된 수산학 연구서이며, 우리나라 수산업 분야의 전통 생명

    기술 역사를 알 수 있는 귀중한 자료이다.▲ 자산어보

  • 1. 생명기술의세계 | 281

    생명기술의원리와활용

    생명 기술이 다양한 산업 분야에 이용되면서 우리 생활은 많은 변화

    를 가져왔다. 생명 기술의 발달로 예전에는 불가능한 일이라 여겨졌던

    일들이 가능해지고, 생명체의 비밀들이 하나 둘 밝혀지면서 인간 생활

    에 미치는 영향력은 점차 커지고 있다.

    따라서 생명 기술의 기본 원리와 생명 기술이 우리 생활 속에 어떻게

    활용되고 있는지를 알아, 생명 기술을 합리적으로 이용할 수 있는 능력

    을 기르는 것이 필요하다.

    1. 생명 기술의 원리

    (1) 조직 배양 기술

    식물은 다수의 세포가 모여서 조직을 구성하고, 이 조직들이 모여서

    기관을 형성한다. 조직 배양 기술은 식물 조직의 일부나 세포를 분리하

    여무균상태의배지에서증식시키는기술이다.

    조직 배양을 하는 이유는 유전 형질이 같은 개체를 대량으로 만들 수

    있기 때문이다. 자연 상태에서는 대량 증식이 어려운 식물의 재배와 희

    귀 식물의 복원 등에도 조직 배양 기술을 이용하고 있다. 또, 바이러스

    에 감염되지 않는 채소류나 화초류의 모종 생산 및 품종 육성과 질병의

    발견, 의약품과 백신의 개발 등에 이용되고 있다.

    3

    주요 용어

    �조직 배양 기술

    �세포 융합 기술

    �핵 이식 기술

    �유전자 재조합 기술

    배양 | 생물체나 생물체의 일부

    (기관, 조직, 세포 등)를 인공적으

    로 알맞게 조절한 환경 조건에서

    생육시키는것

    배지 | 미생물이나 조직, 식물 따

    위를 인공적인 조건에서 발육,

    증식시키기 위해 여러 가지 영양

    물을조제한액체나고형혼합물

    유전 형질 | 유전자에 의해 나타

    나는 모든 성질로 형태, 색채, 행

    동, 습성, 지능등을포함한다.

    인공 씨감자

    나도제비난(호접란)

    그림 Ⅵ-12 조직배양기술의예

    세포 덩어리에서하나의 세포를분리하여 배양

    세포 덩어리

    땅에 옮겨 심음.

    당근 뿌리 배양 세포가 분열하여세포 덩어리 형성

    어린 식물 새로운 당근

    그림 Ⅵ-11 조직배양기술의원리(당근뿌리의조직배양)

    산삼(배양근)

  • 282 | Ⅵ. 생명 기술과 미래의 기술

    (2) 세포 융합 기술

    세포 융합 기술은 서로 다른 성질을 가진 2개 이상의 세포를 융합시

    켜 각각의 성질을 모두 갖춘 세포를 만들어 내는 기술이다. 즉, 식물의

    세포벽을 효소나 바이러스로 파괴하고 여기에 화학적 작용을 가하여

    서로 다른 두 세포를 융합시키는 것이다. 융합된 세포는 다시 약품 처

    리된 배양액 속에서 배양됨으로써 전혀 다른 성질을 가진 세포가 만들

    어진다.

    식물 세포의 융합은 보통 같은 품종 내에서 품종 개량을 위해 실시하

    는데, 최근에는 다른 품종끼리의 세포 융합도 이루어지고 있다. 예를

    들어, 배추와 무 같은 서로 다른 식물을 세포 융합하면 잎은 배추이나

    뿌리는 무인 새로운 식물을 만들 수 있다. 무추나 포마토, 가자 같은 식

    물이 세포 융합 기술을통해 만들어진대표적인예이다.

    세포벽 | 세포를 외부로부터 보

    호하고 세포의 모양을 유지하

    도록 하는 벽. 셀룰로오스, 펙

    틴, 리그닌 등이 주성분이다.

    그림 Ⅵ-13 세포융합기술의예

    감자

    토마토

    포마토

    토마토의세포

    세포융합

    핵융합

    세포 분열

    배양액 속에서기른다.

    감자의 세포

    가자(가지+감자) 무추(무+배추) 색동호박

    그림 Ⅵ-14 세포융합기술의원리(̀포마토융합과정)

  • (3) 핵 이식 기술

    핵 이식 기술은 세포로부터 핵을 채취한 다음 이미 핵을 제거한 다른

    세포에 옮겨 새로운 개체를 만드는 기술이다. 이때 새롭게 만들어지는

    개체는 핵을제공한 개체와 유전적으로 동일한 개체가 된다.

    핵 이식 기술을 이용한 대표적인 예로 복제 양 돌리를 들 수 있다. 돌

    리는 수컷 양의 체세포에서 핵을 채취하여 핵을 제거한 암컷 양의 난

    자에 이식한 후 대리모가 되는 새로운 암컷 양의 자궁에 착상시켜 태

    어났다.

    핵 이식 기술은 우수한 품종의 가축이나 멸종 위기의 생물과 동일한

    유전자를 지닌 생물을 만들 수 있기 때

    문에, 우수한 형질을 가진 생물의 번

    식, 멸종 위기 생물의 보존, 생물 의약

    품 생산, 이식 및 연구용 장기 생산 등

    에 이용된다.

    1. 생명기술의세계 | 283

    그림 Ⅵ-15 핵 이식 기술로

    복제된동물의예

    체세포 채취

    대리모의자궁에 착상

    복제 양탄생

    난자 채취난자의핵 제거

    세포 분열

    체세포의 핵

    전기 자극

    그림 Ⅵ-16 핵이식기술의원리

    체세포 | 생식 세포를 제외한 동

    식물을구성하는모든세포

    스너피

    제주 흑우

    복제 양 돌리

  • 284 | Ⅵ. 생명 기술과 미래의 기술

    (4) 유전자 재조합 기술

    유전자 재조합 기술은 어떤 생물체의 유용한 유전자를 다른 생물체

    의 유전자와 결합시켜 특정한 목적에 맞는 새로운 기능의 유전자를 가

    진 세포를 만드는 기술이다.

    유전자 재조합 기술은 유용한 단백질을 생산하거나, 생물체의 새로

    운 형질을 도입하기 위해 사용되며, 당뇨병 치료제인 인슐린의 대량

    생산, 제초제에 내성이 있는 유전자 변형

    작물(GMO)의 개발 등에 이용된다.

    대장균 체내에들어 있는 고리 모양의

    DNA를 꺼낸다.

    재조합한 DNA를대장균에 넣는다.

    필요로 하는 DNA

    일부분을 제한효소로 자른다.

    대량 증식

    목적으로 하는물질을 회수한다.

    연결 효소로재조합한다.

    필요한 부분을 제한효소로 자른다.

    유전자변형작물(GMO, genetically

    modified organisms) | 생물체

    의 유전자 중 필요한 유전자를 인

    위적으로 분리∙결합하여 개발자

    가 목적한 특성을 가지도록 한 유

    전자변형농산물

    조사활동

    생명 기술의 원리인 조직 배양 기술, 세포 융합 기술, 핵 이식 기술, 유전자 재조합 기술 중 하나를

    선택하여 응용 사례, 문제점과 개선 방안 등을 조사하여 발표해 보자.

    그림 Ⅵ-18 유전자재조합기술의원리

    그림 Ⅵ-17 유전자재조합기술이활용된예

    인슐린 주사 GMO 옥수수 성장 호르몬 투여 젖소

  • 1. 생명기술의세계 | 285

    2. 생명 기술의 활용오늘날 생명 기술은 농∙축∙수산업 분야, 식품 분야, 의료 분야, 에

    너지와 환경 분야 등에 폭넓게 이용되면서 다양한 제품을 생산하는

    등 그 활용 범위가 점점 확대되고 있다.

    (1) 농∙축∙수산업 분야 및 식품 분야

    � 농∙축∙수산업 분야

    농업 분야에서는 작물 개발에 활용되어 식량 문제 해결에 기여하고

    있다. 즉, 저장 기간이 길어진 토마토, 제초제 저항성 담배∙목화∙콩,

    비타민 A가 강화된 황금 쌀, 가뭄에 잘 견디는 벼 등의 유전자 변형 작

    물이 개발되어 생활에 이용되고 있다. 유전자 변형 작물은 생산량을 늘

    리고고품질농산물을재배할수있는장점이있지만, 생물본래의성질

    을조작하여생태계교란이발생할수있다는문제점도제기되고있다.

    축∙수산업 분야에서는 생명 기술을 이용하여 우량 품종의 가축과

    바다 생물을 생산하고 있으며, 수산 양식 및 희귀 생물을 보존하는 데

    에도 이용하고 있다.

    � 식품 분야

    유산균, 효모 등 미생물의 발효 작용을 이용한 발효 식품과 기능성 식

    품의 생산에도 생명 기술이 활용되고 있다. 기능성 식품은 인간의 질병

    을 예방하고 건강을 유지할 수 있는 역할을 하는 식품을 말한다. 예를

    들면, 비타민과 같은 영양 성분을 강화하거나 EPA, DHA와 같은 불포

    인터넷 사이트

    �농림수산식품부

    http://www.maf.go.kr

    e

    EPA, DHA | 불포화 지방산의

    일종으로, 등 푸른 생선류에 많

    이 들어 있으며, 콜레스테롤 함

    량 개선을 통한 심장병 억제,

    면역 능력 강화, 학습 능력 향

    상, 눈 보호 등의 기능이 알려

    져 있다.

    비타민 A가 강화된 황금 쌀일반 쌀 가뭄에 잘 견디는 벼일반 벼

    그림Ⅵ-19 작물육종실험

    일반쌀 황금쌀

    그림 Ⅵ-20 유전자변형작물의예

  • 286 | Ⅵ. 생명 기술과 미래의 기술

    화 지방산을 첨가한 식품, 비만 억제를 위해 지방 흡수 억제 물질을 포

    함한식품, 질병예방에효과가있는식품등이다.

    (2) 의료 및 의약 분야

    � 의료 분야

    생명 기술은 의료 분야에서도 다양하게 이용되고 있다. 특히 줄기세

    포나 유전자 정보를 이용한 생명 기술은 인간의 장애와 질병을 극복하

    는 데 중요한방법으로각광받고있다.

    줄기세포를 이용한 바이오 장기 개발도 중요한 생명 기술의 한 분야

    라고 할 수 있다. 줄기세포는 하나의 세포가 심장, 간, 관절, 피부와 같

    은 인간의 장기로 분화할 수 있는 것으로, 우리 몸 전체에 분포되어 있

    다. 이러한 인간의 장기로 분화하는 줄기세포의 특징을 이용하여 새로

    운 신체 부위를 만들고, 이를 손상된 신체와 대체함으로써 질병과 장애

    극복의가능성을열고 있다.

    유전자 정보를 이용한 생명 기술은 유전자 정보 분석을 통해 질병을

    치료 및 예방하는 방법이다. 생명 기술을 이용하면 인간 수명과 직접적

    으로 관계되는 유전자를 조작할 수 있고, 이를 통해 질병의 치료나 앞

    으로걸릴 가능성이 있는 질병에대처할 수 있다.

    바이오 장기 | 생명 공학을 응용

    한 인공 장기 활용 기술. 피부,

    간, 심장, 혈관 등 인간 생체의

    장기와 같은 기능을 갖는 기기를

    인공적으로만든것

    줄기세포 | 다양한 신체 조직으

    로 분화할 수 있는 미분화 세포.

    인간의 배아에서 얻은 배아 줄기

    세포와 성인의 골수 세포 등에서

    얻는성체줄기세포가있다.

    그림 Ⅵ-21 인공심장

    인공 다능성 줄기세포(IPS: Induced Pluripotent Stem Cell) 기술읽을거리

    성인의 체세포에서 인간의 모든 장기 조직으로 분화할 수 있

    는 원시 줄기세포(역분화 줄기세포)를 제작할 수 있는 기술에

    대한 특허가 승인되었다. IPS는 난자를 이용하지 않아 생명 윤

    리 논란을 피할 수 있고 환자 체세포를 이용하기 때문에 면역

    거부 반응이 생기지 않아 이상적인 줄기세포로 주목받고 있다.

    등록된 특허는 세 종류의 유전자를 체세포에 넣어 줄기세포를

    만드는 방법과, 두 종류의 유전자와 세포 간에 정보를 주고받아 증식을 촉진하는 단백질을 체

    세포에 넣어 줄기세포를 만드는 기술 두 가지이다. 이 기술은 척수 손상 환자에게 필요한 신경

    세포를 만들어 이식하는 재생 의료, 병든 세포의 복제 및 독성 검사에 필요한 신약 개발 등에

    응용할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

  • 1. 생명기술의세계 | 287

    � 의약 분야

    미생물에서 얻어 낸 물질을 이용하여 새로운 약품이나 백신 등을 개

    발하는 등 신약 개발에도 생명 기술이 적용되고 있다. 인간 지놈

    (genome) 프로젝트가 완성되어 병의 원인이 되는 표적 인자를 더욱 많

    이, 정확히 알아낼 수 있어 불치병 및 난치병 치료제 개발에 박차를 가

    하고 있다.

    또한, 고령화가 진행됨에 따라 인간에게 발생하는 여러 가지 질병 치

    료제를 개발하여수명 연장에도 큰 진전을 가져오고있다.

    (3) 에너지와 환경 분야

    � 바이오 에너지 분야

    에너지 자원 분야에서의 생명 기술은 석탄, 석유와 같은 화석 에너지

    자원을 대체하여 새로운 에너지 자원을 제공하는 데 이용되고 있다. 생

    명 기술을 응용하여 만드는 대표적인 에너지 자원에는 콩이나 옥수수

    와 같은바이오매스를 연료로 하여얻어지는바이오 에너지가있다.

    바이오 에너지는 한번 사용하면 소멸되는 화석 연료와 달리 재생이

    가능하고 환경 오염이 없어 에너지 자원의 고갈에 대비한 대체 에너지

    자원으로다양하게이용하려는노력을 계속하고 있다.

    주요 바이오매스� 처리 과정� 바이오 에너지� 용도�

    미생물 처리� 메테인�지역 냉난방 연료�

    발전용 연료�

    전분질계�(옥수수, 감자)

    전분 추출�당 변환�발효�

    바이오에탄올�자동차 연료�(휘발유 대체)

    식물성 기름�(콩∙유채 기름,�

    폐식용유)

    메탄올 혼합�촉매 처리�

    글리세롤 분리�바이오디젤�

    자동차 연료�(경유 대체)

    축산 분뇨�음식 쓰레기�

    그림 Ⅵ-23 바이오매스를이용한바이오에너지의생산

    인터넷 사이트

    �에너지관리공단 신재생에너지

    센터

    http://www.knrec.or.kr/

    knrec/index.asp

    e

    바이오매스(biomass) | 에너지

    이용의 대상이 되는 모든 생물

    체, 목재 부스러기, 볏짚, 옥수

    숫대, 해초, 음식 쓰레기 등과

    같이 각종 생물 자원 및 유기성

    폐기물 등이 있다.

    바이오 에너지의 종류

    로는 바이오에탄올, 바이오디젤,

    메테인등이있다.

    그림Ⅵ-22 신약개발

    표적 인자 | 특정 질병이 생성되

    는과정에관여하는유전요소

    그림 Ⅵ-24 무공해 연료를

    사용하는바이오디젤자동차

  • 그러나 작물을 이용한 바이오 연료 생산은 인류의 식량 부족과 관련

    한 문제점이 제기되고 있어, 미생물을 대량으로 배양하고 이를 에너지

    원으로 사용하는 에너지 개발기술이 연구되고있다.

    � 환경 분야

    유전자 재조합과 같은 생명 기술을 이용하면 오염 물질을 분해하거

    나 흡수할 수 있는 미생물을 만들어 낼 수 있다. 그리고 이렇게 만들어

    진 미생물을 오염된 토양이나 물에 투입하면 미생물이 오염 물질을 제

    거하여 환경 복원 효과를 얻을 수 있다.

    식물을 이용한 환경 정화도 생명 기술이 이용된

    예이다. 식물의 유전 성질을 조작하면 오염 물질

    을 흡수하거나 정화시키는 능력이 우수한 식물을

    만들 수 있다. 중금속이나 농약 등으로 오염된 토

    양에 이와 같은 식물을 심으면 식물이 오염 물질

    을 흡수하여환경 정화작용을 하게된다.

    그림 Ⅵ-25 수질 정화에

    이용되는부레옥잠

    288 | Ⅵ. 생명 기술과 미래의 기술

    조사활동

    다음은 미생물을 이용하여 축산 폐수를 정화한 사례이다. 이 밖에 수질을 정화하는 데 사용되는 식

    물이나 미생물에 대해 조사해 보자.

    청국장과 부엽토 등에서 추출한 토종 미생물을 이용하여 축산 폐수를 깨끗하게 정화시키는새로

    운 폐수 처리 공법이 개발되어 일부 축산 농가에서 활용하고 있다. 한국과학기술연구원(KIST)이

    개발한 토종 미생물을 이용한 축산 폐수 처리 공법은 축산 폐수 중 분해가 어려운 고농도 질소

    (5000̀ppm)를 99% 이상 처리할 수 있어 수질 오염을 크게 개선할 수 있다. 토종 미생물은 청국장

    의 끈적거리는 효과를 만드는 것처럼 점성 물질을 분비하여 미생물 군집을 형성하도록 도와 다른

    유익한 호기성 미생물들의 활성을 돕는다. 또한, 토종 미생물 그 자체도 오염물을 분해하며, 찌꺼

    기의 침전성을 높여 오염물 정화 효율을 높이게 된다. 많은 양의 축산 폐수를 바다에 방류하던 축

    산 농민들이 그보다 훨씬 적은 비용으로 축산 폐수 문제를 해결할 수 있어 환경 보전은 물론 우리

    나라의축산업발전에크게기여할것으로기대된다.

    그림 Ⅵ-26 수질 정화에 이용되는

    수생식물

  • 생명기술의윤리

    생명 기술의 발달에 따라 인간의 유전 인자인 지놈(genome)의 정보

    가 밝혀졌다. 이러한 유전 정보의 분석은 의료 진단 분야에서 이미 실

    용화되고 있으며, 의학 발전에 크게 기여하고 있다. 그러나 개인의 유

    전 정보의 유출로 인한 인권 침해와 인간 복제의 가능성도 제기되고 있

    다. 따라서 우리는 생명 기술의 발전과 인간의 존엄성이라는 문제 사이

    에서 고민하는상황을맞이하게 되었다.

    한 예로, 유네스코는‘인간 지놈과 인권 보호에 관한 국제 선언’을 발

    표하였다. 이 선언에서는 인간 지놈을 상업적 목적이나 비평화적 목적

    으로 이용할 수 없으며, 특히 인간의 존엄성을 해치는 인간 복제 행위

    는 허용할 수 없다고 규정하였다. 이 선언이 법적 구속력을 가지는 것

    은 아니지만, 인간 지놈 연구의 국제적 윤리 기준이 된다는 점에서 생

    명 기술 연구에많은 영향을끼치고 있다.

    우리나라도 생명 윤리 관계자와 생명 공학 관계자들의 입장을 반영

    하여‘생명 윤리 및 안전에 관한 법률안’을 제정하여 시행하고 있다.

    그 주요 내용은, 인간 복제 행위는 금지하지만 치료 목적의 줄기세포

    연구는 제한적으로 허용한다는 것이다.

    생명 복제 기술은 인류의 복지 증진과 삶의 질 향상에 기여하도록 합

    리적으로 이용되어야 하며, 개인이나 특정 단체의 이익을 위하여 그 기

    술이 악용되는 사례가 없어야 한다. 무분별한 생명 복제 기술의 이용으

    로 나타난 결과에 대해서는 엄중한 책임

    을묻는제도적장치가필요하다.

    4

    인터넷 사이트

    �한국생명공학연구원

    http://www.kribb.re.kr

    e

    주요 용어

    �유전 인자

    �생명 윤리

    �생명 복제 기술

    1. 생명기술의세계 | 289

  • 290 | Ⅵ. 생명 기술과 미래의 기술

    토의활동

    생명복제에관한다음기사들을읽고자신의생각을정리한후해결과제와극복방법을토의해보자.

    1. 생명복제를찬성하는입장과반대하는입장중어느쪽을지지하는지생각해보고, 그이유를말해보자.

    찬성하는 이유

    반대하는 이유

    2. 생명 복제를 허용할 경우 해결해야 할 과제와 그에 따른 극복 방법은 무엇인지 토의해 보고, 정리해

    보자.

    해결 과제

    극복 방법

    “난치병 치료의 희망”

    �`̀� ̀박사는 신경이나 연골 등 생명 활동

    에 필요한 세포를 만드는 줄기세포를 통한 다

    양한 임상 사례를 제시하며“전 세계 난치병

    환자들에게 희소식이 되고 있다.”고 밝혔다.

    자가 면역성 난청 환자였던 환자가 청력

    을 회복한 것, 산소 호흡기에 의존하던 폐섬

    유화증 환자가 운동을 즐기는 것 등의 임상

    사례를 들면서 줄기세포를 통해 아토피나 당

    뇨병, 파킨슨병 등의 만성 난치병 치료의 길

    도 열렸다고 주장한다.

    “생명 복제는 생명 위기”

    일부 생물학자는“생명 복제, 즉 성의 결

    합이 없는 무성 생식은 극단의 생명 위기 현

    상을 보여 주는 것”이라며 이것은 인간 복제

    도 가능하게 할 뿐 아니라, 인간과 동물의

    융합인‘수인( )’의 탄생을 가져올 수도

    있다고 우려했다.

    생명 복제 연구에 참여하고 있는 사람들

    은 하나같이 인간 복제는 절대 있어서는 안

    된다고 밝히고 있지만, 이를 확실하게 통제

    할 수 있는 안전 장치가 없다는 점을 크게

    우려하고 있다.

  • 1. 생명기술의세계 | 291

    생명기술관련직업

    생명 기술 관련 직업은 사회 변화와 함께 유망 직종으로 떠오르고 있

    으며, 이와 같은 현상은 앞으로도 계속될 전망이다. 생명 기술 관련 직

    업은 직업적 특수성 때문에 고도의 기술과 체계적인 훈련이 필요하다.

    5

    표 Ⅵ-1 생명기술관련직업의종류

    직업

    생명 공학 연구원

    생물 정보 분석학자 및 생

    물 정보 엔지니어

    비임상 연구원

    임상 연구 요원

    생물 공정 개발 엔지니어

    바이오 제품 제조 엔지니어

    연구 및 제조 생산 계측

    장비 관리자

    품질 관리 기술사

    품질 보증 검증 기술사

    연구∙

    개발

    공정∙

    제조

    품질 관리

    품질 보증

    하는 일

    생명 공학 기술을 이용한 연구 개발 활동

    생명 공학 기술 분야에서 연구 및 개발을 통한 분석∙평가

    실험 동물에 개발 물질 투여 후 반응 관찰

    사람에게 개발 물질 투여하는 전 과정 수행 및 관리

    임상 연구 결과를 통해 확증되면 상업화, 대량화를 위한

    각종 공정 기법을 개발

    기획된 제품을 생산하고 관리하는 역할

    실험실 및 산업 현장 기기, 설비 장치 유지 관리

    생산 전 과정을 관리하는 역할

    제품 제조 시 규정을 준수

    제조 과정 검증하고 문서로 남기는 역할

    요구 능력

    생명 공학 기초 지식

    연구 총괄 능력, 업무

    조절 능력

    독성 실험 해석 능력

    임상 실험 경험

    실험 수행 능력

    공정에 대한 지식, 상

    품 관련 지식

    설비 이해 능력, 안전

    관리 및 제품 규제 인

    식 능력

    생물 통계학, 산업계

    동향 분석

    영어 능력, 약사 면허

    증, 한자 능력

    관심을 가지고 있는 생명 기술과 관련된 직업을 인터뷰나 인터넷 검색을 통하여 조사해 보자.

    탐구활동

    직업명

    하는 일

    필요한 요건

    채용 현황 및 근무 환경

    직업 전망

    느낀 점

    주요 용어

    �생명 공학

    분야

  • 292 | Ⅵ. 생명 기술과 미래의 기술

    생활 속에서 간단히 수행할 수 있는 상추 양액 재배 실습을 통하여 생명 기술을 체험해

    보자.

    재배 계획상추를 파종 상자에 파종한 후 모종을 양액 상자에 심

    어 가꾼 후 이용한다.

    재배 준비

    수확 상추 잎이 커지면 잎을 따서 이용한다.

    재배 관리씨

    뿌리기

    파종 상자에 거름흙을 정도 넣고

    상추씨를 표면에 고르게 뿌린 후 씨가

    보이지 않게 다시 거름흙으로 덮는다.

    모종

    기르기

    모판을 햇빛이 잘 드는 곳에 두고

    2~3일에 한 번씩 물을 충분히 주어 본

    잎이 2~3장 정도 자랄 때까지 기른다.

    옮겨심기

    양액 상자에 물을 정도 넣고 양액

    가루를 넣은 후 스타이로폼에 구멍을

    뚫은 것을 표면에 덮고 상추 모종을 뽑

    아 스펀지로 싸서 구멍에 심는다.

    햇빛 관리빛이 잘 드는 곳에 놓고 관리하면 상

    추가 튼튼하게 자란다.

    물과 양액

    관리하기

    물을 3~4일마다 보충해 주고, 10일

    에 한 번씩 양액을 조금 보충해 준다.

    보충학습

    파종 상자 양액 상자 스타이로폼 스펀지

    거름흙 상추씨 모종삽 양액

    23

    23

  • 생명 기술

    1. 생명기술의세계 | 293

    1. 이 단원에서 학습한 내용을 마인드맵으로 정리해 보자.

    2. 다음 생명 기술의 기본 원리에 관한 내용과 대표적인 예를 정리해 보자.

    기본 원리

    조직 배양 기술

    세포 융합 기술

    핵 이식 기술

    유전자 재조합 기술

    내용 대표적인 예

    중단원내용평가

    활용 분야

    직업

    특성 윤리

    개념

  • 294 | Ⅵ. 생명 기술과 미래의 기술

    오랜 역사 속에서 기술이 인간 생활에 밀접한 관계를 맺어 왔던 것처럼

    미래 사회에서도 기술의 발달은 우리 생활에 많은 변화를 가져올 것으로

    예측되며, 그 속도 또한 빨라질 것이다.

    기술의 발달에 따른 미래 사회의 변화와 그 방향을 예측하고, 이에 따른

    대처 방안을 생각해 보도록 한다. 또, 미래 기술과 관련된 문제를 통합적

    지식을 활용하여 해결하는 체험 활동을 통하여 바람직한 미래 기술의 발

    전 방향을 제시해 본다.

    기술의 발전으로 놀라운 변화를 가져오게 될 미래 도시는 어떤 모습일까? 공상 과학 이야기

    같은 일들이 머지않아 실현될 수도 있을 것이다. 미래의 도시 생활은 어떻게 변화하게 될지 예

    측하여 보자.

    생각열기

    우주 엘리베이터

    가상 체험 해양 도시

    무인 자동차

    길 안내 로봇

    비행 자동차

    ㅣ학습 목표ㅣ

    �미래 기술의 동향과 사례를 이해하고, 미래를 예측할 수 있다.

    �미래 기술의 영향과 발전 방향을 알고 설명할 수 있다.

    �미래 기술과 관련된 문제를 교과 간 통합적 지식을 활용하여 창의적으로 해결

    할 수 있다.

    미래기술과통합체험활동2

  • 2. 미래기술과통합체험활동 | 295

    미래기술의동향

    미래의 기술은 각 영역별로 발전하기도 하지만, 여러 학문 분야가 서

    로 어우러져 통합적인 형태로 발전할 것이며, 그 속도 또한 빨라질 것

    이다. 따라서 우리는 미래 기술 사회의 동향을 예측하여 미래 기술 변

    화에 대처할수 있는 능력을기르도록해야 한다.

    1. 미래 기술의 전망미래 사회는 컴퓨터와 로봇 기술, 각종 신소재와 나노 기술, 생명 기

    술 등을 통합하는융합 기술이 발전할 것으로 전망된다. 따라서 소비자

    의 다양한 욕구를 반영한 새로운 성능을 가진 편리하고 유용한 제품들

    이 등장하여삶의 질을 높일것으로 예측된다.

    미래에는 통신 기술의 발달로 유비쿼터스 생활이 일반화되어 안락하

    고 쾌적한 문화생활을 할 것으로 예측된다. 또한, 생명 기술과 환경 기

    술이 융합되어 환경 문제를 해결하고, 새로운 무공해 에너지 개발로 수

    송 기술이획기적으로발전될 것으로기대된다.

    1

    주요 용어

    �로봇 기술

    �나노 기술

    �유비쿼터스

    �환경 기술

    융합 기술 | 여러 기술의 분야나

    성능이 하나로 융합되거나 합쳐

    진기술

    유비쿼터스 | 사용자가 네트워크

    나 컴퓨터를 의식하지 않고 장

    소에 상관없이 자유롭게 네트워

    크에 접속할 수 있는 정보 통신

    환경

    그림 Ⅵ-27 미래의유망기술

    로봇기술

    자동화된 기계 장치로 어렵고 힘

    든일을대신하게하는기술

    나노기술

    극미세 가공 기술을 이용하여 각

    종 소재, 시스템 등을 만들어 내는

    기술

    문화기술

    방송, 영화, 애니메이션, 게임, 음악

    등을 첨단 산업으로 발전시키기 위

    한기술

    환경기술

    자연환경을 유지∙보전하고 훼손

    된환경을복원하는기술

    생명기술

    생명체가가지고있는유전적기능

    과특징을활용하기위한기술

    정보기술

    정보 유통의 모든 과정에 효율적

    으로적용되는기술

  • 296 | Ⅵ. 생명 기술과 미래의 기술

    2. 미래 기술의 영역별 전망

    (1) 미래의 제조 기술

    제조 기술은 모든 산업 발전의 기초가 되는 기반 기술로서 다양한 인

    접 기술과 융합하면서 발전할 것으로 보인다. 재료 분야에서는 차세대

    신소재로 각광받고 있는 파인 세라믹스, 나노 소재, 신금속 재료, 바이

    오 플라스틱등의 수요가 꾸준히 증가하여 여러 산업 분야

    에 이용될 것이다.

    또, 자동화기술이한층더발전하여생산시스템분야에

    서는 공장 자동화를 넘어 고성능 로봇 기술을 이용한 무인

    화공장에정보통신기술이융합됨으로써다양한소비자의

    욕구를신속하게반영할수있게될것이다. 또한, 나노기술

    에 의한 초정밀 제조 기술과 디지털 생산 방식 등이 일반화되어 작업 효

    과를 높이고, 공해 방지 기술 개발과 신재생 에너지 자원을 사용하여저

    탄소 녹색 성장과같은저공해생산기술을모색하게될것이다.

    미래에는 또한 지능형 로봇 사용이 보편화되어 가정과 산업 분야에

    서 다양한 서비스를 제공할 것이며, 인체 연구와 치료에 나노 로봇이

    이용되어 인간의 생명을 지켜주는 역할을수행할 것이다.

    그림 Ⅵ-28 미래의제조기술

    로봇에 의한 제조 박테리아를 퇴치하는 나노 로봇

    신금속 재료 | 새로운 제조 기술

    로 생산한 기존에 없던 성능과

    용도를 가진 형상 기억 합금, 비

    결정질 금속 재료, 초전도 재료

    를말한다.

    저탄소 녹색 성장 | 청정 에너지

    와 녹색 기술을 통하여 에너지

    자립을 이루고, 신성장 동력과

    일자리를창출한다는개념

    (2) 미래의 건설 기술

    미래의건설기술은수요의다양화, 개성화, 고급화, 친환경화, 정보화

    등의요구를충족시킬수있는방향으로발전할것이다. 친환경적이면서

    강도가크고가벼우며다양한기능을가지는건설재료를사용하고건설

    바이오 플라스틱 | 합성수지의

    기능을 모두 갖추고 있으면서 땅

    속에 묻히거나 빛을 오래 쬐면

    자연히분해되는신물질

  • 2. 미래기술과통합체험활동 | 297

    기계의자동화, 시공및관리의전산화가이루어질것이다.

    미래에는 또 자연 생태계에 해를 주지 않고 유기적으로 조화시키

    려는 생태 공학적 건축 개념이 확대될 것이며, 다양한 정보 기기와

    전자 시스템을이용한 지능형 건물이 더욱 발전할것이다.

    또한, 초고층 빌딩, 지하 생활 공간, 해저 터널, 해양 도시, 우주

    기지를 개발하여 인구 증가에 따른 생활 공간 문제를 해결하고, 첨

    단 도로 건설 기술과 정보 통신 기술, 자동차 기술을 융합한 스마트 하

    이웨이 등이건설되어교통 분야에기여할 것으로기대된다.

    (3) 미래의 수송 기술

    미래의수송기술은보다빠르고안전하며, 친환경적이고에너지

    소모를 줄일 수 있는 방향으로 발전할 것이다. 연료 분야에서는 고효율

    및저탄소엔진개발과함께전기및바이오매스에너지, 태양광및수소

    연료등친환경에너지를이용하는기술이발전할것으로보인다.

    수송 수단으로는 지능형 자동차, 수소 연료 전지 자동차, 태양

    광 자동차, 공기 부양선, 수직 이착륙 자동차, 극초음속 비

    행기, 관광용우주선, 우주엘리베이터등이개발되거나

    일반화될 것이며, 위성 항법 장치와 이동 통신망을 활용하여 운전자

    에게지능적인서비스를제공하는첨단수송시스템이발달할것으로예상

    된다.

    위성 항법 장치 | 어느 곳에서든

    인공위성을 이용하여 자신의 위

    치를정확히알수있는시스템

    그림Ⅵ-29 생태공학적건물

    그림 Ⅵ-30 극초음속비행기

    그림 Ⅵ-31 태양광자동차

    미래형 고속 도로 스마트 하이웨이정보마당

    차량 고장이나 졸음 운전 등으로 인한 교통사고를 근원적으

    로 방지해 주는 차세대 첨단 교통 시스템(ITS)인 `스마트 하이

    웨이가 고속 도로에 도입될 예정이다. 차량 고장, 사고와 도로

    내 낙석 등 돌발 상황이 발생할 때 후방 차량 운전자에게 경고

    메시지를 보내며, 비정상적으로 차선 변경을 하면 졸음 운전으

    로 간주하고 운전자에게 경고 메시지를 보내 준다. 또, 어떤

    차선을 지나가도 하이패스 자동 과금이 이루어지는 게이트가 설치되며, 차량 내 스마트 단말기

    를 통해 긴급 상황을 알려 준다. 이 밖에도 차가 달릴 때 생기는 바람을 이용한 풍력 발전기, 터

    널의 자연 채광 시설 등 친환경 신재생 에너지 관련 도로 기술도 접목될 예정이다.

  • (4) 미래의 정보 통신 기술

    정보 통신 기술은 유비쿼터스 환경 구축, 3차원 가상 공간의 활용, 무

    선 식별 시스템의 적용 범위가 확대될 것이다. 유비쿼터스 환경은 컴퓨

    터의휴대가간편하고시간과장소에구애받지않는다는장점때문에크

    게 발전할 것으로 예상되며, 정보 통신 기술을 활용한 3차원 가상 공간

    의 구축은 교육, 여가, 건설 현장, 의료, 생산 현장 등의 모든 분야로 확

    대되어일반화될전망이다.

    이밖에3차원가상공간에실제모양과똑같은모습을완벽하게재현

    하는디지털홀로그래피기술, 고품질모바일멀티미디어서비스와다양

    한 미래형 통신 서비스로 4세대 이동 통신보다 수십 배의 전송 용량을

    제공하는새로운이동통신기술, 주어의생략과도치등음성언어의특

    성을고려한실시간음성자동통역기술등이발전할것으로전망된다.

    (5) 미래의 생명 기술

    생명 기술은 인류의 건강과 식량 문제의 해결 등 삶의 질 향상에 기여

    하면서 미래 사회의 핵심적인 기술로 자리 잡을 것이다. 농∙축산업 분

    야에서는 우량 품종 개량으로 인류의 식량 문제를 해결하고, 멸종 위기

    의동식물보존에도기여할것이다.

    의료 분야에서는 각종 치료용 백신과 줄기세포를 이용하여 질병을 치

    료하고, 인공 장기의 대량 생산으로 난치병을 치료함으로써 인간의 생

    명을 연장시키는 데 기여할 것이다. 환경 분야에서는 각종 폐기물이나

    오염 물질을 분해하는 데 미생물을 이용하는 방법이 널리 활용될 것이

    며, 화학농약이아닌친환경천연물농약등이개발되어안전한농산물

    섭취가가능해질것이다. 에너지분야에서는친환경바이오매스를이용

    한바이오연료산업이활발해질것으로전망된다.

    무선식별시스템(RFID) | 안테나

    와 전자 태그만 있으면 판독기를

    직접 접촉하지 않아도 쉽게 상품

    정보를식별할수있는기술

    ▲ 전자 태그가 달린 카트를 밀

    고 물건을 구매하는 동안 모든

    동선정보가컴퓨터에전달된다.

    그림 Ⅵ-32 디지털 홀로그

    래피기술

    미래 사회에 실현될 수 있다고 판단되는 제품들을 기술의 영역별로 예측하여 보자.

    탐구활동

    제조 기술

    � 세차 로봇

    건설 기술 수송 기술 정보 통신 기술 생명 기술

    298 | Ⅵ. 생명 기술과 미래의 기술

  • 2. 미래기술과통합체험활동 | 299

    미래사회기술의영향및발전방향

    미래 사회는 보다 발달된 기술이 인간의 삶을 더욱 편리하게 하고 풍

    요롭게 해 주는 방향으로 변화될 것이다.

    미래 사회에서 기술이 인간 생활에 미치는 영향과 바람직한 미래 기

    술의 발전 방향을 살펴보고, 이에 대한 올바른 태도와 준비를

    할 수 있도록한다.

    1. 미래 사회 기술의 영향

    (1) 가정생활의 변화

    미래에는 가정생활에 유비쿼터스 기술과 로봇 기술이

    접목되어 많은 변화가 예측된다. 가정 자동화 시스템

    이 고도로 발달하여 컴퓨터가 가전제품과 조명 기

    기, 냉난방기, 온도, 습도, 환기 등을 자동으로 조

    절하여 집 안을 쾌적한 상태로 유지하고, 출입 관

    리, 도난 방지, 화재 예방 등을 수행한다. 또, 날

    씨와 각종 정보를 수시로 알려 주고, 건강 상태를 점검하여 병원에 진

    료 예약을 해 주며, 가사 로봇이 다양한 집안일을 담당하여 가사 노동

    에서 해방될 수 있을 것이다.

    또한, 재택근무 형태와 학교에 가지 않고 집에서 공부할 수 있는 재

    택 학습이 보편화되고, 홈 쇼핑, 홈뱅킹 등의 분야에서도 큰 변화가 예

    측된다.

    2

    그림 Ⅵ-34 미래의가정생활

    주요 용어

    �재택근무

    �문화 산업 기술

    �초고령 사회

    실내를 쾌적한 상태로 자동 조절하고 날씨나 각종 정보를 수시로 알려 준다.

    가사 로봇이 집안일을

    담당한다. 건강 상태를 점검하고 이상

    이 있으면 병원에 진료를 예약해 준다. 주방에서 음식 관

    리가 자동으

    로 이루어진다.

    그림 Ⅵ-33 집안일을 담당

    하는가사로봇

  • (3) 사회생활의 변화

    미래 사회는 정보 통신 기술의 발달로, 지식이 높은 부가 가치를 가

    지는 지식 정보 사회로 변화할 것으로 예측된다. 기존의 생활 양식과는

    다른 삶을 살게 될 것으로 전망되며, 개인의 개성이 중요시되고 소비자

    의 다양한 욕구가 나타날 것으로 보인다. 또, 소득 수준의 향상에 따라

    문화 산업 기술(CT)에 기초를 둔 문화 산업의 영역 및 여가 관련 산업,

    의료 산업, 우주 개발 산업, 외식 산업 등이 확대될 것이다.

    300 | Ⅵ. 생명 기술과 미래의 기술

    (2) 학교생활의 변화

    인터넷과 사이버 가정 학습을 이용한 온라인 학습이 활발하게 이루

    어질 것이며, 디지털 미디어의 장점을 갖춘전자 교과서를 이용하여 학

    습 효과를 극대화시킬 것이다. 학생 개개인의 적성과 능력을 고려한 맞

    춤식 교육이 발달하여 학생들의 학습 효과를 높이고, 자기 주도적 학습

    이 가능한 환경이 갖추어질 것이다. 따라서 개인별로 구성된 학습 프로

    그램을통해집에서공부할수있게될것이다.

    학교는 체육 활동이나 모둠 활동과 같이 사회성과 협동심을 기를 수

    있는 수업 일을 정하여 등교하게 되며, 다양한 첨단 장비를 이용한 가

    상 체험 학습이 이루어질 전망이다.

    전자 교과서 | 디지털 자료로 생

    성, 보존, 이용되는 디지털 교과

    서를말한다.

    그림 Ⅵ-35 미래의학교수업

    문화 산업 기술(CT) | 디지털 미

    디어에 기반한 첨단 문화∙예술

    산업을 발전시키기 위한 기술을

    통틀어일컫는말이다.

    가상체험학습으로이집트문화에대해알아보겠습니다.

  • 2. 미래기술과통합체험활동 | 301

    평균 수명의 연장으로 인한 실버 산업이 크게 발전할

    것으로 예측되고, 이에 따른 다양한 소비 형태가 생겨

    나며, 종전의 많은 직업들이 없어지고 새로운 직업의

    출현으로 다양한 근무 형태가 나타날 것으로 예측된

    다. 또, 평생직장의 개념은 사라지고, 평생 직업의 개

    념이 더욱중요시될 것이다.그림 Ⅵ-36 실버산업

    미래 사회에서 예상되는 가정, 학교, 사회생활의 변화와 관련된 상상도를 프리핸드 스케치로 간략하

    게 그려 보고, 그 내용을 설명하여 보자.

    예시>>

    탐구활동

    �미래의 학교생활: 선생

    님을 대신하여 교육 담

    당 로봇이 개인별로 구

    성된 학습 프로그램을

    통해 집에서 교과를 가

    르칠 것이다.

    미래의 직업 전망정보마당

    기술의 발달과 산업 구조의 변화가 예상되는

    미래 사회에서는 지식 정보 산업, 문화 산업, 여

    가 산업, 우주 산업 등의 분야에서 새로운 직업

    이 나타나 전문적으로 세분화될 전망이다.

    기존의 농업, 공업, 상업, 수산업보다는 정보

    통신, 에너지, 나노, 생명, 문화, 우주, 로봇 기

    술 분야 등에서 새로운 직업이 많이 생겨날 것

    으로 예측되며, 산업 구조의 변화, 여성의 사회

    진출 확대, 노인 인구의 증가 등으로 고용 구조의 변화와 고용 형태가 다양화되는 방향으로 변

    화할 것이다. 유망 직업에 관해 발표되는 많은 자료들에서 공통적으로 발견되는 분야는 친환경

    및 웰빙 관련 직업, 고령 사회 도래에 따른 실버 및 건강 관련 직업, 첨단 과학∙콘텐츠 소프트

    웨어 등 국가가 신성장 동력으로 강력히 추진하는 사업 관련 직업, 정보화 및 세계화의 빠른 진

    행과 관련된 직업 등이다.

    ▲ 미래 직업 박람회

  • 302 | Ⅵ. 생명 기술과 미래의 기술

    메카트로닉스 | 기계 공학, 전

    기∙전자 공학을 복합적으로 적

    용하는새로운개념의공학

    초고령 사회 | 유엔 기준에 따르

    면 65세 이상의 인구 비율이

    20̀% 이상인사회

    2. 바람직한 미래 기술의 발전 방향기술의 발달은 개인의 삶뿐만 아니라 사회, 지구 환경에도 큰 영향을

    끼치므로인간 생활에바람직한방향으로발전해야한다.

    (1) 개인적인 측면

    미래 기술은 모든 사람들이 쉽고 편리하게 이용할 수 있으며, 인간의

    존엄성을 중시하는 방향으로 발전해야 한다. 기술 문명의 발달은 자칫

    생명 경시와 과학 기술 만능주의를 가져와 인간성 상실의 문제와 생명

    윤리 문제를 일으킬수 있으므로이에 대한 보완과해결책이필요하다.

    미래의 기술은 고도의메카트로닉스기술을 이용하여 각종 정밀 기계

    와 자동화 기계 및 인공 지능 로봇을 생산하여 인간이 위험한 작업 환

    경과 힘든 노동으로부터 벗어나도록 해야 할 것이다. 또한, 생명 기술

    을 이용하여 식량 문제와 질병 문제를 해결함으로써 인간이 배고픔과

    질병으로부터 벗어나고, 수송 기술과 건설 기술을 이용하여 보다 쾌적

    하고 안락한 삶을 가능하게 하여 오랫동안 행복한 삶을 누릴 수 있도록

    해야 한다.

    (2) 사회적인 측면

    미래 사회는 생명 기술의 발달로 인류의 수명이 획기적으로 연장되어

    초고령 사회가될것이다. 따라서연금등과같은사회적비용부담증가

    문제, 노인복지및일자리문제등에대한대비책을세워야한다.

    사람과 사물, 컴퓨터가 언제 어디에서나 연결되는 유비쿼터스

    사회에서는 개인 정보 유출 및 사생활 침해의 문제가 더욱 심각

    해지므로 이에 대한 대비가 필요할 것이다. 그리고 미래의 다양

    한 가족 및 사회 구조 속에서 개개인이 소외되지 않으며, 인간

    이지녀야할사회적윤리를지키는사회가되어야할것이다.

    (3) 환경적인 측면

    미래 사회는 인구 증가와 산업의 발달로 인한 환경 오염의 문제를 해

    결하여깨끗하고살기좋은환경을만드는방향으로발전해가야한다.

    그림 Ⅵ-37 사회적 윤리를

    지키는사회가되어야한다.

  • 2. 미래기술과통합체험활동 | 303

    조사활동

    미래의 환경 문제를 해결하기 위한 방법에는 어떤 것들이 있는지 기술의 분야별로 간략히 조사하여

    적어 보자.

    구분

    제조 기술

    건설 기술

    수송 기술

    정보 통신 기술

    생명 기술

    환경 문제 해결 방법

    � 화석 연료의 사용 금지, 폐기물 배출 최소화 등

    이를 위해서는 환경 오염을 극소화할 수 있는 신소재 물질이 개발되

    어 기존의 재료들을 대체하여야 하며, 제품의 생산 과정에서 오염 물질

    을 최소화하는 공법의 개발, 환경 정화 기술의 발전, 신재생 에너지 기

    술의 발전등을 통해 쾌적하고 깨끗한 지구 환경을만들어야 한다.

    오염 물질을 최소화하는 공법을 통한 자원 재사용 환경 정화 기술의 발전 환경오염을극소화할수있는신소재개발

    신재생 에너지 기술의 발전

    그림 Ⅵ-38 환경을생각하는기술

  • 304 | Ⅵ. 생명 기술과 미래의 기술

    미래기술문제해결활동

    최근 온실가스 감축, 고유가로 인한 에너지 공급 문제 등으로 인해

    신재생 에너지의 필요성이 더욱 절실해졌다.

    태양열 난방 시스템의 핵심인 간단한 집열 장치의 모형을 만들어 보

    고, 그 효과를 확인해보자.

    1. 문제의 확인태양열 집열 장치는 태양으로부터 열을 수집하여 건물 난방에 이용

    하는 핵심 장치이다. 태양열 집열 장치 모형을 만들기 위해 먼저 해결

    해야 할 문제를 구체적으로 작성한다.

    3

    주요 용어

    �태양열 난방

    �난방 장치

    �집열 장치

    �통합적 지식

    그림 Ⅵ-39 집열판을 조립

    하는 모습

    2. 정보 수집창의적인태양열집열장치모형을만들기위해태양열난방장치의원

    리와특징, 과학적지식, 공학적 지원 등 활용 가능한 정보를수집한다.

    (1) 태양열 난방의 구조와 특징

    태양열을 이용하여 난방을 하는 주택의 경우 전문 제작 업체

    에서 생산한 태양열 집열기를 이용한다. 태양열 집열기를 이용

    하여 모은 태양열은 축열 탱크로 전달되고 온수로 저장된다. 저

    장된 온수는 생활용수로 이용되기도 하고, 실내의 난방 코일로

    직접 전달되어 주택 난방에 이용된다.

    온수�

    축열 탱크�

    펌프�

    수돗물�(냉수)

    주택�난방�보조 열원�

    그림 Ⅵ-40 태양열난방장치의원리

    문제 상황

    에너지를 절약하고 환경 오염을 막는 친환경 에너지를 이용한 난방 장치

    를 만들어 실생활에 활용한다.

    도전 과제

    �제작을 손쉽게 할 수 있어야 한다.

    �구하기 쉬운 재료를 사용해야 한다.

    �설치가 쉬워야 한다.

    �열효율이 높아야 한다.

    �재료비가 저렴해야 한다.

  • 2. 미래기술과통합체험활동 | 305

    (2) 통합적 지식의 활용

    태양열 집열 장치를 만들기 위해 활용 가능한 지식의 종류와 내용을

    탐구한다.

    ●과학적 지식(자연 현상 또는 사실)

    �태양열: 태양은 막대한 양의 열과 빛에너지를 거의 무제한으로 방출하고 있다.

    �집열 작용: 검은색은 태양 에너지를 흡수하여 저장하며, 흰색 계통은 태양 에너지를 반사시키므로 집

    열판은 검은색으로 한다.

    �온실 효과: 집열판 박스에 유리나 비닐을 씌우면 집열판에 저

    장된 열이 밖으로 나가지 못하기 때문에 온실 효과를 기대할

    수 있다.

    ●수학적 지식(표면적 계산)

    �표면적 확대: 집열판을 통과시키는 고무관을 S자형으로 촘촘히

    배치하면 열이 축적된 집열판과 고무관이 접촉하는 표면적이

    최대한 확대되어 열효율을 높일 수 있다.

    ●공학적 지원: 태양열 집열 장치를 만들기 위한 주요 재료는

    스타이로폼과 고무관 등이다. 스타이로폼은 집열판에 모아진

    열이 다른 곳으로 새나가지 못하게 하는 핵심 단열 재료이다.

    ●예술적 지원(디자인 고려): 친환경 집열 장치는 일반적으로

    주택의 지붕에 설치되는 경우가 많으므로 주택의 외관에 편하고 보기 좋은 디자인을 적용해야 한다.

    ●기술적 시스템의 적용(기술의 실현): 실생활에 필요한 친환경 에너지를 생산하는 기술적 산출물인 집

    열 장치를 제작하기 위한 목적을 실행하기 위해서는 활용 가능한 과학적, 수학적 지식과 공학적 지원,

    시간, 기능, 비용 등의 자원을 적절히 활용하여 변환, 설계, 제작, 문제 해결의 과정을 거쳐 난방 장치를

    완성한다.

    3. 대안 탐색 및 선정태양열 집열 장치에 대한 여러 가지 정보를 바탕으로 ALU 기법을 이

    용하여 가장 좋은 대안을 선정한다.

    표 Ⅵ-2 ALU 기법을이용한태양열집열장치모형의대안탐색및선정

    구분

    강점(̀A)

    제한점(̀L)

    독특한 특성(U)

    예시안

    쉽게 재료를 구할 수 있다.

    실질적인 활용이 제한적이다.

    제작이 쉽고 기능적이다.

    대안 1 대안 2

    햇빛지표 복사열

    지표 복사열 중 일부는 유리를 통과

    하지 못한다.

    ▲ 온실 효과

  • 306 | Ⅵ. 생명 기술과 미래의 기술

    4. 구체적인 계획 수립

    (1) 구상도 그리기

    만들고자 하는 제품의 구상도는 제품의 모양이 정확하게 드러날 수

    있도록 간략하게 스케치한다.

    (2) 재료표와 공정표 작성

    집열 장치의 구상도를 보면서 모형 제작에 필요한 작업의 전체 과정

    을 파악한 다음, 작업에 필요한 재료표를 작성하고, 이에 따른 재료 및

    공구를 준비하여 체계적인 작업이 이루어지도록 한다.

    그림 Ⅵ-42 집열 장치의 재

    료및공구예

    그림 Ⅵ-41 집열 장치 구상도

    의예

    표 Ⅵ-3 집열장치모형제작과정및재료표의예

    순서

    1

    2

    3

    4

    비고재료 및 공구

    연필, 지우개, 켄트지(흰색) 등

    스타이로폼, 켄트지(검은색), 투명 고무관,

    플라스틱 병, 투명 비닐 랩, 자, 연필, 지

    우개, 송곳, 투명 테이프, 칼 등

    투명 테이프, 접착제 등

    그릇, 물, 온도계, 집게, 시계, 테이프 등

    작업명

    구상도 그리기

    마름질 및

    부품 가공하기

    조립하기

    설치하기

    5. 실행

    (1) 마름질 및 부품 가공하기

    � 바닥판과 뚜껑 틀 만들기

    스타이로폼을 구상한 크기로 마름질하

    여 바닥판과 뚜껑 틀을 만든다.

    � 집열판 만들기

    스타이로폼 바닥판에 검은색 켄트지를

    붙이고 투명 고무관을 촘촘하게 S자형으

    로 배열한 후 고정한다.

    ③ ④ ⑤

    ⑨⑥ ⑦⑧

    ⑩⑪

    ① 자 ② 켄트지(검은색) ③

    투명 테이프 ④ 그릇 ⑤ 접착

    제 ⑥ 투명 고무관 ⑦ 집게

    ⑧ 투명 비닐 랩 ⑨ 플라스틱

    병 ⑩ 송곳 ⑪ 온도계 ⑫ 칼

    ⑬스타이로폼

    �실습 중 칼이나 송곳 등을

    주의하여 다룬다.

    �접착제는 손에 묻지 않도

    록 유의하고, 재료를 오염

    시키지 않도록 한다.

  • 2. 미래기술과통합체험활동 | 307

    (2) 조립 및 설치하기

    � 집열 장치 조립하기

    뚜껑 틀 한쪽에 구멍을 뚫어 고무관

    을 빼고, 집열판과 뚜껑 틀을 조립한

    후 뚜껑 틀 위에 비닐 랩을 씌워 투명

    테이프로 고정한다.

    � 물탱크 만들기

    플라스틱 병의 바닥에 송곳으로 구

    멍을 뚫고 고무관을 연결한 다음 접착

    제를 이용하여 빈틈을 밀봉한다. 병 지

    지대는 스타이로폼으로 제작한다.

    � 집열 장치 설치하기

    햇볕이 잘 드는 곳에 적당한 각도로

    집열 장치를 설치한다. 투명 고무관의

    출구는 집게로 막아 둔다.

    6. 평가집열 장치의 효과를 평가하기 위한 실험을 한다. 먼저 집게를 제

    거하고 물을 그릇에 담아 온도를 잰 후, 집게로 막고 햇볕에 3시간

    정도 노출시킨 다음 집게를 열어 받아진 물의 온도를 재어 결과를

    비교한다. 학급의다른 모둠과도결과를 비교해 보도록한다.

    집열 장치를 만드는 과정에서 느낀 점을 말해 보고, 문제 해결

    과정 및 기능성, 창의성 등을 평가한다.그림 Ⅵ-43 온도계를 꺼내 눈금을

    읽는다.

    구상한 내용이 적절하였는가?

    수집한 정보가 적절한가?

    구상한 대로 마름질되었는가?

    부품은 정확하게 접합되었는가?

    모형이 창의적이었는가

    기능적으로 우수한가?

    평가 항목

    합계

    느낀 점

    가중치

    ×4

    ×3

    ×3

    ×2

    ×4

    ×4

    평가 영역

    기획

    정보 수집

    제작

    결과

    평점 평가 이유평가`(�표)

    5 4 3 2 1

    5 4 3 2 1

    5 4 3 2 1

    5 4 3 2 1

    5 4 3 2 1

    5 4 3 2 1

    송곳 끝을 불에 달구면 쉽게 구멍

    을뚫을수있다.

    물탱크는 집열 장치보다 높게 설

    치해야 물이 집열판을 잘 통과할

    수있다.

  • 308 | Ⅵ. 생명 기술과 미래의 기술308 | Ⅵ. 생명 기술과 미래의 기술

    미래 사회에는 다양한 산업 분야가 새롭게 출현하고 분야별 전문 직업도 새롭게 등장할 것

    으로 예상된다. 각 분야별로 미래 기술 관련 직업을 하나씩 적고, 하는 일을 알아보자.

    다음은 미래 어느 날의 가상 일기이다. 일기를 읽고 미래의 가정, 학교, 사회에서 일어날 수

    있는 일들을 상상하여 적어 보자.

    구분

    우주 항공 분야

    지식 정보 산업

    건강 분야

    문화 산업 분야

    관광 분야

    의료 분야

    환경 분야

    신소재 분야

    관련 직업 하는 일

    20××년 5월 ×일 날씨 맑음

    오늘은 기분 좋게 아침을 시작했다. 아침 식사 후 오전에는 친구들과 함께 과학 숙제를 하기 위해

    남태평양 오스트레일리아 근해의 산호초 탐사를 가기로 했다. 우리나라에서 오스트레일리아까지는

    해저 자기 부상 열차를 이용하여 3시간이면 도착할 수 있고, 현지에는 교육용 심해 탐사 잠수정이

    운행되고 있다. 오후에는 필리핀의 삼촌댁에 들러 며칠 동안 머물 예정이다. 삼촌댁에 있는 며칠 동

    안은 인터넷 가상 학교에서선생님과 친구들을 만날 예정이다.

    구분

    가정생활

    학교생활

    사회생활

    예측할 수 있는 일

    심화학습

    보충학습

  • 2. 미래기술과통합체험활동 | 309

    1. 이 단원에서 학습한 내용을 마인드맵으로 정리해 보자.

    2. 미래 기술의 동향을 한 가지씩 선정하여 정리해 보고, 이러한 기술이 우리 생활에 미치는

    영향에 대해 생각해 보자. 또, 그에 대한 바람직한 발전 방향을 제시해 보자.

    구분

    제조 기술

    미래의 기술 생활에 미치는 영향 바람직한 발전 방향

    건설 기술

    수송 기술

    정보 통신

    기술

    생명 기술

    동향: 영향:

    문제 해결:발전 방향:

    중단원내용평가

    미래의 기술

  • 310 | Ⅵ. 생명 기술과 미래의 기술

    1 생명기술

    �생명 기술이란, 생명체가 가진 특성이나 기능을 활용하여 인간에게 유용한 물질을 생산하거나 처리하는

    수단이나 방법을 말한다.

    �발효 기술은 고대 이집트에서 효모를 이용해 빵을 만드는 것에서 출발하였다.

    �복제 기술의 발달로 유전자 관련 질병 치료와 필요한 형질을 가진 동물을 생산할 수 있게 되었다.

    �인간 지놈 프로젝트의 완성으로 유전자 정보를 해석해 냄으로써 각종 유전자 관련 질병의 치료가 가능

    하게 되었다.

    �우리 조상들은 우량 종자 선택, 이앙법, 골뿌림법, 깊이갈이, 곧뿌림법 등의 재배 기술을 발달시켰다.

    �조직 배양이란 식물 조직의 일부나 세포를 분리하여 새로운 식물을 만들어 내는 기술이다.

    �세포 융합은 서로 다른 성질을 가진 2개 이상의 세포를 융합하여 각각의 성질을 모두 갖춘 새로운 세

    포를 만들어 내는 기술이다.

    �핵 이식은 어떤 세포의 핵을 도려 내어, 이미 핵을 제거한 다른 세포에 옮겨 새로운 개체를 만드는 기술이다.

    �유전자 재조합은 어떤 생물체의 유용한 유전자를 다른 유전자와 결합시켜 특정한 목적에 맞도록 유전

    자의 일부를 변형시켜 만드는 기술이다.

    �생명 기술은 농∙축∙수산업 분야 및 식품 분야, 의료 및 의약 분야, 바이오 에너지 및 환경 분야에 이

    용되고 있다.

    2 미래의기술

    �미래의 제조 기술은 신소재의 이용, 나노 기술, 로봇 기술 등 인접 기술과 융합하면서 발전할 것이다.

    �미래의 건설 기술은 다양화, 개성화, 고급화, 친환경화, 정보화 등의 요구를 충족시킬 수 있는 방향으로

    발전할 것이다.

    �미래의 수송 기술은 보다 빠르고 안전하며, 친환경적이고 에너지 소모를 줄이는 방향으로 발전할 것이다.

    �미래의 정보 통신 기술은 유비쿼터스 환경의 구축, 3차원 가상 공간의 활용, 무선 식별 시스템의 적용

    범위가 확대될 것이다.

    �미래의 생명 기술은 인류의 건강과 식량 문제의 해결 등 삶의 질 향상에 기여하면서 미래 사회의 핵심

    적인 기술로 자리 잡을 것이다.

    �미래의 가정생활은 재택근무가 보편화되고 재택 학습, 홈 쇼핑, 홈뱅킹 등의 분야에서 변화가 예상된다.

    �미래의 학교생활은 온라인 학습이 활발하게 이루어질 것이고, 전자 교과서, 가상 체험 학습이 이루어질

    전망이다.

    �미래의 사회생활은 지식 정보 사회가 될 것으로 예상되며, 개인의 개성이 중요시되고 소비자의 다양한

    욕구가 나타날 것으로 보인다.

    대단원정리

  • 대단원평가 | 311

    1. 유용한 유전자를 결합시켜 일부를 변형시켜 만드

    는 기술

    2. 일명 모내기법이라고도 함.

    3. 생물의 유전 정보가 들어 있는 1쌍의 염색체

    4. 판독기를 접촉하지 않고 식별 가능한 기술

    5. 형질이 우수한 개체로 바꾸는 것

    6. 나노미터 크기의 물질들이 갖는 특성을 찾아내어

    유용한 소재를 생산하는 기술

    7. 하나의 세포가 인간의 장기로 분화할 수 있는 것

    8. 자동화된 기계 장치로 어렵고 힘든 일을 대신할

    수 있는 기술

    9. 여러 가지 지식의 영역을 통합하는 기술

    10. 인간에게 필요한 공간과 삶의 터전을 구축하는

    기술

    A. 우수한 종자를 선택하여 사용하는 기술

    B. 실생활에 필요한 다양한 물건을 만드는 기술

    C. 생명체의 유전적 특성을 이용하는 기술

    D. 장소에 상관없이 자유롭게 네트워크에 접속할 수

    있는 정보 통신 환경

    E. 인간이나 사물을 안전하고 빠르게 이동시켜 주는

    기술

    F. 바이오매스를 연료로 하여 얻어지는 에너지

    G. 서로 다른 세포를 융합해 각각의 성질을 가진 세

    포를 만드는 기술

    H. 디지털 미디어를 기반으로 하여 문화 예술 산업

    을 발전시키기 위한 기술

    I. 식품을 오랫동안 보관하고 맛과 영양을 더 좋게

    하는 기술

    가로 열쇠 세로 열쇠

    대단원평가

    4

    5

    8

    A

    B

    C

    1/D

    7

    10

    E

    F

    2

    3

    9

    G

    6

    I

    H