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

◎ 미리생각해보기

영화 <옥자>에 나오는 돼지 ‘옥자’를 알고 있나요?

옥자는 어떻게 만들어졌을까요?

영화의 제목이자 주인공인 ‘옥자’는 슈퍼돼지입니다. 극비리에 옥자를 활용한 슈퍼돼지 프로젝트를 추진하기 위해 미란도 회사는 옥자를 미국으로 데려오게 되고 그 과정에서 미자가 옥자를 구하는 과정을 그리는 것이 영화의 줄거리입니다. 여기서 ‘옥자’는 어떻게 만들어졌을까요?

바로 유전자재조합기술입니다. 어렵고 생소하게 느껴질지 모르나 유전자재조합기술을 간단하게 말하면 DNA를 조작해 우리가 원하는 생명체 혹은 단백질을 만들 수 있는 기술입니다. 즉, 인슐린이나 성장호르몬과 같은 유용한 단백질을 대량으로 생산하거나 옥자처럼 슈퍼돼지로 자랄 수 있는 유전자를 생산하도록 만들 수 있습니다. 만약 우리가 유전자재조합실험을 할 수 있다면 어떤 동식물의 어떤 형질을 변화시키고 싶나요?

◎ 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 주변을 정리하고 손을 깨끗이 씻습니다.

◎ 실험 전 반드시 확인하기

도안이 찢어지지 않도록 조심해주세요.

EVA에 LED를 끼울 때 LED다리를 최대한 붙여서 조심히 끼워주세요.

자석을 붙일 때 서로 다른 극끼리 만날 수 있도록 해주세요.

1. 3개의 같은 EVA도안을 뜯어서 스티커 도안을 붙이고 그림과 같이 각각 적색, 청색, 녹색 LED를 끼웁니다.	2. 남아 있는 EVA도안의 가운데에 원형 건전지를 끼우고 스티커를 붙입니다.

3. 박쥐가 원래 빨간 빛을 내는 유전자를 가지고 있다고 가정하고 빨간색 유전자를 완성합니다.	4. [실험방법1]에서 만들어 둔 다른 색깔의 유전자를 선택해서 유전자재조합을 완성하고 불이 들어오는지 확인합니다.(주의: LED의 긴 다리를 건전지 +극에 고정해주세요.)

◎ 실험방법

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

5. 머리 도안을 뜯어 그림과 같이 리리앙 줄을 통과시켜 매듭을 짓습니다. (매듭이 구멍을 통과할 경우 매듭을 2-3번 만들어 통과하지 못하게 해주세요.)	6. 머리 도안과 몸체 도안을 떼어내 그림과 같이 붙입니다.

7. 몸통 도안의 그림과 같은 부분에 자석을 붙입니다.	8. 몸통 도안에 있는 검은색 부분에 양면테이프를 붙여 그림과 같이 몸통과 머리를 연결한 다음 눈, 뿔, 날개, 코, 꼬리 도안을 이용해 자유롭게 박쥐를 꾸밉니다.

9. 혀 도안을 꼭 그림과 같이 입 도안 가운데 바닥에 붙입니다.	10. 완성된 입 도안 위에 [실험방법3]에서 만든 유전자를 올린 뒤, 입 도안을 [실험방법7]에서 완성한 박쥐 도안에 끼웁니다.

11. 완성된 박쥐가 내가 원하는 불을 내는지 확인한 뒤 목걸이로 이용합니다.

◎ 실험결과 및 생각해보기

실험을 통해 어떤 박쥐를 만들어보았나요? 주어진 유전자 외에 다른 유전자를 이용할 수 있다면 어떤 유전자가 좋을지 친구들과 이야기해봅시다.

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2. GMO를 찬성하는 입장, 반대하는 입장의 이유를 모두 나열해봅시다.

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◎ 원리이해

1) 유전자

모든 부모는 생식 세포를 통해 자신의 특징을 가진 유전 형질을 자식에게 전달합니다. 정자와 난자를 구성하는 생식 세포 속에는 부모의 얼굴, 키 등 생물학적 특징을 결정짓는 정보가 들어있습니다. 따라서 부모님의 유전정보를 지니고 있는 정자와 난자의 수정을 통해 태어난 자식은 부모님을 닮을 수밖에 없습니다.  이처럼 자식에게 부모의 특징을 물려주는 것을 유전이라고 하며 유전을 일으키는 최소 단위는 유전자입니다. 그럼 유전자는 어디에 있을까요?

우리 몸을 이루고 있는 수많은 세포들은 모두 핵을 가지고 있습니다. 핵 안에는 염색체가 존재하고 염색체 안에는 DNA가 존재합니다. DNA안에서 유전정보를 가지고 있는 부분을 ‘유전자’라고 합니다. 즉, DNA가 갖고 있는 최소 단위의 정보 하나하나가 바로 유전자입니다.

2) 유전자재조합기술

유전자재조합기술이란 특정 세포에서 얻은 유전자의 일부분을 다른 유전자에 결합시켜 새로운 유전자를 만드는 기술입니다.

사실 유전자 재조합은 세포 내에서도 자연스럽게 일어나는 현상이나 최근에는 주로 시험관내에서 원하는 DNA 단편을 다른 DNA에 연결시키는 경우를 의미합니다. 이러한 인위적인 유전자재조합이 가능하게 된 배경은 DNA를 마음대로 자르고 붙일 수 있는 풀과 가위인 리가아제와 제한효소가 발견되면서부터 입니다.

DNA중 하나인 플라스미드 DNA를 제한효소(가위)로 자른 뒤 원하는 유전자를 넣고 리가아제(풀)을 통해 연결합니다. 이렇게 만들어진 재조합 유전자를 대장균에 주입하여 특정 단백질을 대량으로 생산하게 만들거나 특정 유전자를 생산하도록 만들 수 있습니다.

3) GMO

유전자재조합생물체(GMO, Genetically Modified Organism)란 앞서 설명한 유전자재조합기술을 이용해 키운 동식물 및 미생물 전체를 의미합니다. 그 중 유전자재조합작물(GM작물)은 유전자재조합기술을 이용해 개발된 작물을 뜻합니다. 현재 우리나라에서 직접 재배하고 있는 GM작물은 없으며 외 GM콩, GM 옥수수, GM유채, GM사탕수수 등을 수입하여 식품이나 식품첨가물을 만들고 있습니다. GM작물들은 주로 해충저항성, 제조체저항성 등의 특징을 가지고 있습니다.

이러한 GMO에 대한 찬반은 여전히 뜨거운 논쟁거리입니다. 찬성론자들의 입장은 비타민 A가 강화된 쌀처럼 GM작물을 이용하면 식품의 영양적 가치를 높일 수 있고, 병충해와 환경에 강한 식물을 개발함으로써 대량 생산이 가능해지는 등 장점이 많다는 점을 강조합니다. 또한 과학자들은 GMO의 위해성이 과학적인 검증으로 입증된 경우가 없다고 주장합 니다. 한편 반대론자들은 GMO가 알레르기를 유발하고 검증되지 않은 위해성과 환경 파괴 및 돌연변이의 위험을 안고 있다고 말합니다. 신체나 환경에 미치는 영향을 장기적으로 입증하는 것이 우선이라고 주장하며 위해성에 대해 의문을 제기하고 있습니다.

학습목표

유전자재조합의 원리를 이해하고

유전자재조합 박쥐를 만들어봅시다.

실험날짜          년      월      일

학년   반    이름 :

영화 <옥자>에 나오는 돼지 ‘옥자’를 알고 있나요?

옥자는 어떻게 만들어졌을까요?

◎ 미리생각해보기

EVA(1개), B4도안(1장), 스티커(1장), LED적색/녹색/청색(각 1개), 리리앙줄(1개),

건전지(1개), 네오디뮴자석(2개), 양면테이프(단체)

◎ 실험준비물

1. 실험을 통해 어떤 박쥐를 만들어보았나요? 주어진 유전자 외에 다른 유전자를 이용할 수 있다면 어떤 유전자가 좋을지 친구들과 이야기해봅시다.

2. GMO를 찬성하는 입장, 반대하는 입장의 이유를 모두 나열해봅시다.

◎ 실험결과 및 생각해보기

◎ 새롭게 알게 된 사실

◎ 느낀점