생명기술 자료 탐색예시

1. 스마트 식물관리

2. 유전자 재조합/ 조직배양 기술

3. 의료 신약

4. 생명 로봇

5. 환경 분야( 마이크로바이옴)

6. GMO

7. 나노기술

8. 바이오장기

9. 질병, 바이러스 관련

생명 : 탄소와 물을 기본으로 하는 세포 형태를 취하여, 다음 세대에 유전 정보를 전달할 수 있는 개체

•생명 기술:

생명체를 새로운 형태로 변형시키거나 생명체를 이용해 유용한 생산물을 만드는 활동, 생명체의 여러 기능을 이용하여 식품, 의약품, 에너지 등 인간에게 유용한 물질을 만드는 기술

생명 기술을 다루는 학문을 생명 공학(biotechnology)이라고 하는데,

이것은 생물체를 의미하는‘bio’와

공학 기술을 의미하는‘technology’가 합친 합성어이다.

•생명 기술의 범위

• 생물을 직접 이용하여 제품이나 물질을 만드는 것

• 생물체의 형상이나 기능을 닮은 로봇처럼 생명체를 모방하는 기술

생명 기술의 원리

1) 멘델의 (유전법칙) : 멘델(Mendel, Gregor Johann)은 완두콩을 이용한 교배 실험을 통해서 1865년에 처음으로 (유전 법칙)을 발표

2) 키가 큰 완두콩과 작은 완두콩을 교배하였을 때 중간 키 정도가 되는 완두콩이 나와야 했는데 그렇지 않은 결과가 나왔다. 두 형질을 교배하였을 때 한 가지 형질만이 겉으로 드러나는 것을‘(우열의법칙)’이라고 한다.

3) 멘델의 유전법칙을 시작으로 동물과 식물의 (품종을 개량)하는 생명기술이 발전하였다.

생명 기술의 특성

1) 연구 및 적용대상 범위가 넓고, (실용화)하기 쉬움

2) 적은 비용으로 생산성이 커 (부가 가치)가 높음

3) 다양한 분야로 이용범위가 넓음

4) 환경오염물질이 거의 발생하지 않는 청정기술임

5) 다른 기술 영역과 (융합)하여 발달함

6) 잠재력이 매우 큰 미래의 중요한 산업

7) 고급 인력과 사회적인 지원이 필요하며, 장기간에 걸쳐 이익을 얻는 산업

•생명 기술 시스템:

생명 기술과 관련된 기술적 문제를 해결하는 데 필요한 다양한 요소로 구성한 것

•생명 기술 시스템의 구성 요소 - 투입 - 과정 -산출

세포 배양(조직배양)

1) 배양 : 인공적인 환경을 만들어 동식물 세포, 조직의 일부, 미생물 등을 가꾸어 기르는 것

2) 조직배양 기술 : 생물체 조직의 일부나 세포를 분리하여 인공적인 환경에서 증식시키는 기술

3) 캘러스 : 조직 배양 기술을 이용하여 만들어진 세포 덩어리

4) 세포배양 기술의 특징

① 병충해에 강한 품종 생산

② 유전 형질이 같은 개체를 획기적으로 증가(씨감자, 도열병에 강한 벼, 병이 없는 고추 묘목)

5) 꽃가루 배양 기술 : 암술 없이 수술의 꽃가루 만으로 식물체를 만듬, 유용한 형질을 가진 유전자끼리 결합해 좋은 형질의 개체 생산(밀, 고추 등)

세포 융합

1) 세포 융합 : 서로 다른 두 종류의 세포를 합하여 하나의 새로운 잡종 세포를 만드는 기술

2) 세포융합의 특징

① 식물에서는 상당한 진전을 보였으나 동물 실험에서는 큰 성과를 내지 못하고 있다.

② 세포융합을 이용한 작물은 다음 세대를 얻기 힘들기 때문에 실용적인 작물로는 한계가 있다.

③ 세포 융합으로 태어난 동물은 생식능력이 거의 없다(노새, 라이거)

④ 이 기술로 만들어진 잡종 세포는 각각의 유용한 특성을 모두 가진다.

⑤ 질병 진단과 암 치료에 쓰이는 단일 클론 항체를 만드는데 응용 된다.

유전자 재조합

1) 한 생명체가 원래 가지고 있지 않은 유전 인자를 다른 생명체에서 뽑아내 넣어 주는 기술

2) 특징

① 에너지를 적게 사용하고, 환경 오염이 없음

② 수확량의 증대, 농약 사용의 감소, 재배의 용이성

③ 경비가 적게 들면서 짧은 시간에 대량 생산 가능

④ 인슐린, 인터페론, 간염, 독감 예방 백신 등의 의약품 생산

⑤ 콩, 옥수수, 토마토, 감자 등의 유전자를 조작하여 내충성, 내병성, 제초제 저항성을 높인 유전자 변형 생물체(GMO) 개발

복제 기술

1) 복제 : 하나의 개체와 똑같은 유전 형질의 개체를 만들어 내는 기술, 자연적으로 태어난 일란성 쌍둥이는 복제물이라 할 수 있다.

2) 복제 기술의 장점

① 식물과 동물을 복제하여 식량 문제 해결

② 멸종 위기의 야생 동물이나 식물을 복제하여 개체 수 유지

③ 식물의 품종을 개량하여 생산량 증대

④ 인간의 장기를 복제하고 이식하여 질병 치료

3) 복제 기술의 단점

① 잘못된 복제로 기형 동물 탄생

② 종의 다양성이 사라짐

③ 잘못된 복제 식품으로 원인 모를 병에 걸리거나 건강을 해칠 수 있음

④ 잘못된 복제 생명체가 사회에 혼란을 가져올 수 있음

⑤ 인간복제로 부모에 대한 존엄성과 인간 존엄성 상실

4) 수정란 이식

① 암컷의 몸에서 수정된 난자를 꺼내어 다른 개체의 생식 기간 내에 이식

② 품종이 우수한 암컷의 난자를 인위적으로 채취, 짧은 기간에 우수 품종 대량 생산

5) 핵 치환(핵 이식)

① 생식 세포 : 정자와 난자와 같이 생식을 통해서 유전 정보를 다음 세대로 전달하는 세포

② 체세포 : 생식 세포를 제외한 동식물을 구성하는 모든 세포

③ 핵 이식 : 어떤 생물의 체세포에서 핵을 채취한 다음, 핵을 제거한 다른 생물의 난자에 이식하는 기술, 품종이 좋은 소로부터 채취한 체세포를 핵이 제거된 일반 소의 난자와 융합시켜 복제하는 기술이 활발하게 진행

④ 체세포의 핵을 제공한 생물과 유전적으로 동일한 생물을 복제(복제 개 스피너, 복제 양 돌리)

발효식품

1) 발효: 미생물이 작용하여 식품의 성질을 변화시키는 유익한 변화 cf) 부패

알콜 발효, 젖산 발효, 혐기성 발효(산소가 없는 환경에서 일어나는 발효)

① 발효식품은 유산균, 젖산균, 효모 등 미생물의 발효작용을 이용하여 만든 식품

② 농,수,축,임산물 식품 등이 재료로 쓰이며 특유의 성분들이 미생물의 작용으로 분해되고 새로운 성분이 합성되어 영양가가 향상되며, 기호성, 저장성이 우수해짐

③ 발효식품 종류: 콩 발효식품(간장,된장, 고추장 등), 소금,절임류(김치, 젓갈), 발효,유제품(치즈, 버터, 빵,술류, 식초등) 다양한 식품들이 있음.

인간의 건강 유지

1) 질병의 원인

① 생활 환경이 좋지 못할 때

② 몸의 체질이 약할 때

③ 운동이나 노동을 심하게 하여 피로할 때

④ 과음, 과식

2) 유전적인 난치병

① 원인 : 부모의 병은 우성으로 자식대에 없어지지 않고 유전

② 치료 전망 : 가까운 미래에 난치병은 물론 누구나 자신의 유전자를 보관하거나 부작용 없이 장기를 교환할 수 있다.

③ 암, 신장병, 당뇨병 등도 쉽게 치료될 것이다.

3) 인체 장기 교체

① 줄기 세포 : 다양한 신체 조직으로 분화할 수 있는 미분화 세포. 인간의 배아에서 얻은 배아 줄기세포와 성인의 골수 세포 등에서 얻는 성체 줄기 세포가 있다.

② 배아 : 어머니 뱃속에서 생명체가 시작되는 초기

③ 배아 줄기 세포 이용시 윤리적 논란이 발생

④ 성체 줄기 세포는 실용화까지 많은 과제가 남아 있으나 윤리적 논란을 피할 수 있음(자가연골, 항암 면역 치료제, 배양 피부, 배양 혈관)

작물을 재배하고 가축을 기르면서 우수한 품종을 얻기 위해 계속 교배를 하여 품종을 개량함.

•유전자 재조합 기술: DNA 일부를 원하는 특성의 DNA로 교체

•핵 치환 기술: 체세포의 핵을 꺼내어 난자에 이식해 생물체를 복제하는 기술

•인간 게놈 프로젝트: 인간의 염기 서열을 분석해 유전자 지도를 만 드는 프로젝트 → 유전자 검사, 유전자 치료에 활용

•줄기세포: 다양한 조직으로 자랄 수 있는 만능 세포

•오랜 옛날부터 현대에 이르기까지 육종을 통해 품종을 개량하고 생산량을 늘림.

•현대에는 세포 융합, 유전자 재조합 기술 등을 이용하여 새로운 형질의 품종을 개발함.

• 에너지 분야: 다양한 생물 자원으로부터 연료를 얻을 수 있는 바이오 에너지는 최근 미생물 연료 전지를 이용한 전기 생산 기술이 개발됨.

• 환경 분야: 식물이나 미생물을 이용하여 오염 물질을 정화하는 기술과 작물에서 얻은 녹말을 이용하여 자연에서 쉽게 분해되는 바이오 플라스틱을 만드는 기술이 개발되고 있음.

•질병을 치료하고 예방할 수 있는 다양한 의약품을 개발하고 대량 생산함.

•면역 거부 반응 없이 손상된 장기를 대체할 수 있는 바이오 장기 개발

•줄기세포로 골수, 망막, 피부 등 필요한 조직 을 만들어 치료에 이용하는 기술 개발

•긍정적인 영향

• 식량 문제 해결, 질병의 치료와 예방

• 에너지 생산과 환경 문제 해결

•부정적인 영향

• 생명 경시 풍조, 인간의 존엄성 하락, 생명의 빈익빈 부익부 현상 등 생명 윤리 문제 발생

• 유전자 변형 생물체(GMO)의 안전성 문제