◎ 미리생각해보기

속담에 콩 심은데 콩나고 팥 심은데 팥 난다는 말이 있습니다. 그런데 콩 심고 팥이 날 수 없을까요?

⇒ DNA 안에 있는 유전 정보에 의해 콩 심은데 콩이 나게 됩니다. DNA는 각 생물체만의 고유한 유전정보를 담고 있습니다. 이것은 같은 유전정보를 다음세대에 전달하는 핵심 물질입니다. 하지만 최근 생명공학의 발전으로 콩을 심어서 팥을 수확하는 것이 가능해 졌습니다. 그 예로 위에는 토마토, 아래는 감자가 열리는 포마토가 만들어 졌고, 병충해에 강한 초대형 옥수수도 만들어져 재배되고 있습니다. 이처럼 생명공학의 발전은 미래의 식량 및 농약 문제의 해결책으로 떠오르고 있습니다.

◎ 실험 전 주의사항!

1. 실험에 포함된 작은 부품이나 시약 등은 삼키지 않도록 주의합니다.

2. 실험에 포함된 준비물은 실험 외 다른 용도로 절대 사용하지 않도록 합니다.

3. 실험용 도구와 시약으로 절대 장난치지 않도록 합니다.

4. 날카로운 도구를 사용할 때는 다치지 않도록 주의합니다.

5. 실험 후에는 주변 지역을 정리하고 손을 깨끗이 씻습니다.

◎ 실험 전 반드시 확인하기!

이번 실험에 필요한 재료들을 확인해주세요.

실험 전 실험보고서를 꼭 읽어주세요.

1. 시료(딸기)를 지퍼백에 넣고 으깨어 줍니다. (주의! 지퍼백이 터지지 않도록 시료(딸기) 덩어리가 없어질 때까지 잘 으깹니다.)	2. 1번 지퍼백에 추출용액을 넣고 5~10분 간 골고루 섞습니다.

◎ 실험방법

3. 고무줄로 종이컵에 거즈를 고정시켜 필터를 만듭니다.	4. 필터로 2번 지퍼백의 시료 혼합물을 거릅니다. (주의! 시료혼합물이 넘치지 않도록 여러 번 나누어 거릅니다.)

SZ-F-R-005(Rev.3)                                                                                                      호기심의 시작 사이언스존                                                                                                     A4(210mm ×297mm)

5. 4번 용액을 플라스틱바이알에 담고 에탄올을 넣습니다. (주의! 에탄올은 벽면을 따라 천천히 넣습니다.)	6. 2번 추출용액용 시험관에 알코올을 적정량 넣고 스포이트로 떠오른 DNA를 넣습니다. (주의! 실험과정 ②번에서 사용한 추출용액의 시험관을 물로 깨끗이 씻고 물기를 닦은 뒤 사용합니다.)

◎ 실험결과 및 생각해보기

1. 시료(딸기)를 으깨어 주는 이유는 무엇일까요?

⇒ 세포벽을 파괴하기 위해서 입니다.

2. 추출용액은 계면활성제와 NaCl수용액을 사이언스존 만의 특정 비율로 혼합한 혼합용액입니다.

① 계면활성제 - 세포막을 제거해주는 역할을 합니다.

② NaCl수용액

- DNA에 붙어있는 단백질을 분리시켜 보다 순수한 DNA를 얻을 수 있게 합니다.

- 염(NaCl)이 녹아 생긴 Na+이온이 음전하를 띠는 DNA와 결합하여 침전을 돕습니다.

3. 알코올을 넣으면 어떤 현상이 관찰되고, 그 이유는 무엇일까요?

① DNA가 알코올 위로 떠오릅니다.

② DNA는 물에 녹지만 알코올에는 녹지 않기 때문입니다.

4. 추출한 DNA는 어떤 형태 인가요?

⇒ 흰색 실타래와 같은 형태로 알코올 위로 떠오릅니다.

◎ 원리이해

1. DNA란?

⇒ DNA는 아데닌, 구아닌, 시토신, 티민의 4가지 염기로 구성되어 있으며 각각 A, G, C, T의 약자로 표현을 합니다. 4가지 염기의 배열에 따라 다양한 유전 정보를 나타냅니다. 또한 DNA의 구조는 이중 나선형으로 되어 있습니다.

2. 식물세포의 구성

⇒ 식물세포는 세포벽, 세포막, 엽록체, 액포, 미토콘드리아, 핵 외 세포소기관들로 구성되어 있습니다.(각 기관 역할의 설명은 아래의 표를 참고 하세요.)

동물세포에는 세포벽, 엽록체, 액포가 없는 것이 식물세포와의 차이점 입니다

세포내 기관	역 할	동물세포 소기관(유,무)
세포벽	세포보호, 세포 모양 유지	X
세포막	세포보호, 외부환경과의 분리	O
엽록체	광합성	X
액포	노폐물 저장, 물 함유	X
미토콘드리아	에너지 생성	O
핵	DNA함유	O

3. 유전자조작식품(GMO: genetically modified organisms)

⇒ GMO란 유전공학 기술을 이용하여 한 종의 특정 유전자를 다른 종에 인위적으로 삽입하여 만들어낸 모든 생물체를 말합니다. 예를 들어 토마토 유전자에 낮은 온도에서 사는 넙치의 유전자를 넣어 주면 추운 지방에서도 토마토를 재배할 수 있게 됩니다. 또한, 염분에 잘 견디는 형질을 벼에 이식하여 해안 습지에서도 경작할 수 있습니다. 이와 같은 유전자 조작기술은 전통적인 품종개량법과 차이가 있습니다. 우선 전통적인 품종개량법은 수정이 가능한 같은 종끼리 교배하여 원하는 형질을 얻고, 자연 속에서 장기간 검증되어 온 것입니다. 이에 반해 유전자 조작 기술은 다른 종의 유전자를 인위적으로 삽입하여 단시간에 새로운 종을 만들어낸다는 점에 다릅니다.

3. 알코올을 넣으면 어떤 현상이 관찰되고, 그 이유는 무엇일까요?

4. 추출한 DNA는 어떤 형태 인가요?

학습목표

식물(딸기)의 DNA를 추출해보고 유전물질인 DNA에 대해 알아봅시다.

실험날짜          년      월      일

학년   반    이름 :

속담에 콩 심은데 콩나고 팥 심은데 팥 난다는 말이 있습니다. 그런데 콩 심고 팥이 날 수 없을까요?

◎ 미리생각해보기

종이컵 1개, 플라스틱바이알 1개, 거즈 1개, 고무밴드 1개,

스포이트 2개, 추출용액 1개, 알코올 1개, 지퍼백 1개, 라벨지 1개

(※ 직접 준비하세요 : 과일[딸기, 키위 등의 무르고 연한 과일)

◎ 실험준비물

1. 시료(딸기)를 으깨어 주는 이유는 무엇일까요?

2. 추출용액은 계면활성제와 NaCl수용액을 사이언스존 만의 특정 비율로 혼합한 혼합용액입니다.

◎ 실험결과 및 생각해보기

◎ 새롭게 알게 된 사실

◎ 느낀점