사이언스토크 생물과 진화, 그리고 돌연변이
본문
| 강 사 | 최O윤 박사 |
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| 주 제 | 생물과 진화, 그리고 돌연변이 |
| 수업개요 | ○ 학습 목표 1. 기후변화 등 다양한 환경 변화는 생물의 형태와 돌연변이를 어떻게 진화시켰는지 이해한다. 2. 미래 세대의 생명과학기술에는 어떤 분야가 있으며, 이가 인류의 보전과 지속가능함에 어떻게 기여할 수 있는지 생각해보자. 3. 미래 사회인 ‘제4차 산업혁명 시대’에서 주목받는 생명과학기술을 알아보고, 전공과 진로를 관련지어 생각해볼 수 있다. ○ 교육 내용 1. 생물의 진화와 자연선택 -환경변화는 생물의 새로운 돌연변이의 지속가능함을 부추킨다. 유전자는 변화화는 환경에 맞서 예측가능한 다양한 형질을 발현하지만, 미리 예측하지 못한 변화는 혹독한 대가를 치른다. 2. 생물진화의 증거 -현재 우리가 관찰하는 생물들은 진화된 개체인가?. 과거에 생존했던 생물이 현대에 그대로 남아있기란 사실상 어렵다. 생물들은 다양한 환경에서 끊임없이 진보한 체제이다. 다양한 화석 및 비교해부학적 정보는 이를 가리키고 있다. 3. 생물의 분류체계 -유전자는 운반자(몸)을 통해 세대를 거듭하면서, 다양한 형질을 만들어냈으며, 이는 3역6계라는 분류체계를 발달시켰다. 이중 효율적으로 에너지를 생성하는 식물계와 동물계는 다른 분류군보다 월등하다. 4. 유전형질 -자식세대는 부모세대로부터 어떻게 유전자를 전달받고, 몸을 구성하는가?. 이른바 설계도면이라 불리는 DNA는 RNA의 전사와 번역을 통해 만들어진다 할 수 있다. RNA는 건축시공업자로 표현해도 좋을 것이다. 5. 생명과학기술의 필요성 -인류생존에 가장 큰 끼칠 5대 위협 요인 중 (Future Earth, 2020), ‘기상이변으로 인한 식량 쇼크’는 전세계 과학자들이 가장 우려하는 요인이다. 가뭄이나 홍수, 건조화 등의 현상은 전세계의 밀이나 옥수수 등의 생산량을 감소시키고 있다. 이러한 시점에서 GMO 작물과 같은 유전자 변형 식품은 대체 식량 자원으로 활용될 수 있지 않을까? 6. 생명과학 기술의 현시점과 활용방안 -형질전환으로 인해 새로운 유전자가 삽입된 식물이나 동물은 다양한 기상이변에도 저항성이 높아, 인류의 새로운 식량자원으로 활용이 가능하다. 하지만, 이렇게 조작 및 변경된 식품은 다양한 부작용을 낳을 수 있어 부정적인 시각은 여전하다. 하지만 식량자원뿐만 아니라, 의약품 및 신소재 개발 등에도 GMO은 반드시 필요하다. 7. 인류의 식량자원 변화 -가뭄이나 냉해 등의 기후변화에 대응하여 인류의 식량자원은 점차 줄어들고 있기 때문에 이에 대한 대책이 필요하다. 3D 프린팅 기술을 통해 식량자원의 완벽한 복제나 곤충을 새로운 먹거리로 선택하는 방안은 새롭게 제기되고 있는 해결책이다. 이와 같은 점에서 생명과기술은 어떤 방식으로 접근될 수 있는가? 8. 4차 산업혁명 시대에 생명과학의 역할 -인공지능, 빅데이타, 초연결 등으로 촉발되는 지능화 혁명을 뜻하는 ‘4차 산업혁명’ 시대에서 생명과학기술은 미래 세대의 인류를 보전하기 위해 반드시 필요하다. 농업사회를 거쳐 정보화시대에 이른 인류에게 생물과학은 어떠한 역할을 할 것인가?. 다른 이야기를 하기 전에 일단 생명과학이 미래사회에 왜 필요한지 알아보자. ○ 생각해 보기 1. 리차트 도킨스의 ‘이기적 유전자’를 기반으로 유전자는 어떤 방식으로 전달되며, 다양한 환경에 적응하는 방식을 알아보자. 2. 미래사회에 생명과학기술을 기반으로 앞으로 진로선택에 어떤 전공과 학과가 자신한테 적합한지 고민해보자. ◯ 토론 주제 1. 미래사회에 식량 쇼크에 대비하기 위한 생명과학기술을 환경 변화에 관련지어 토론해보자. 2. DNA로부터 RNA의 역할로 이어지는 유전자의 형질 발현 과정을 기반에서 박테리아나 균류에서 발견되는 Plasmid DNA는 어떻게 설명될 수 있는가? |
| 예습키워드 | 자연선택, 유전자(DNA), 세포호흡, 생물상호작용, ATP |
