• 생체모방공학자 ___ 27 생체모방공학자 ___ 27 • 유전공학자 ___ 7

• 유전공학자 ___ 7

• 생체모방공학자 ___ 27

융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발의 의의 1

세상의 해결할 가치가 있는 문제들은 모두 얽혀있습니다 그 문제의 성격 문제 해결과 정 해결방법 등은 모두 융합적입니다 융합은 서로 다른 것을 화학적으로 결합하는 것 으로 마치 서로 다른 색의 물감을 섞으면 또 다른 색깔이 만들어지는 것에 비유할 수 있습니다 우리가 사는 세상은 다양화 다원화 정보화 세계화되면서 문제들이 복잡하게 더 얽히는데 예를 들어 화석연료 에너지로 인한 지구온난화나 환경오염 잦은 이동에서 오는 전염병 식량난 급속한 과학기술의 발전 생명의 신비와 유전 세 건강을 위한 노력 등은 모두 여러 사람들의 지혜를 모아야 해결 전망이 보이는 과제들입니다 즉 자 연과 인간 사회가 직면하는 문제는 복합적이고 그 해결도 쉽지 않습니다 그래서 융합적 접근방법이 필요합니다

우리의 삶이 서로 연결되어 있듯이 학교에서 배우는 교과의 내용들도 서로 연결되어 있습니다 과학 교과서에 나와 있는 문제들은 기술이나 수학 등 다른 교과서의 문제와 연결되어 있고 우리의 일상생활이나 직업 세계의 문제들과도 연결되어 있습니다 우리 들은 이런 복잡한 문제들을 서로 다른 생각과 해결책을 가진 사람들과 더불어 해결해나 가야 합니다 문제해결에 참여하는 우리는 다른 의견을 받아들일 수 있는 개방적 자세와 한 주제나 문제를 다양한 각도에서 바라보는 융통성 있는 시각을 가져야 합니다 특히 남과 다른 나만의 독특한 견해를 구축하고 문제해결과정에 참여해야 합니다 서로 다른 시각을 가진 사람들이 모였을 때 다양한 각도의 문제해결책이 나올 수 있습니다 개인적 독특성과 독특한 개인이 모인 집단의 다양성이 융합되어 복잡한 문제를 창의적으로 해 결할 수 있는 방안이 생겨납니다

융합인재교육 은 기본적으로 과학과 기술 실과 기술 가정 특성화고 직업 관 련교과를 포함 수학 예술 사회 등을 서로 연결하여 공부하는 방식입니다 특히 그런 공부를 실생활과 직업세계로 연결해보는 매우 실제적인 공부를 지향합니다 더 많은 실험 기회와 더 주의 깊은 관찰 실습과 실기를 통해 기술을 정교하게 다듬는 기회 열린 마음 으로 문제를 곰곰이 생각하고 그 해결방안을 창의적으로 궁리해보는 기회 문제해결에 성 공하거나 혹은 실패하더라도 다시 도전해보는 자세 그로부터 자신감을 갖기를 바라는 것 입니다 풀만한 가치가 있는 문제일수록 혼자서 하기보다 여럿이 하는 데서 서로 배울 수

4 생명의 신비, 우리의 미래

융합인재를 기르기 위한 진로교육의 중요성 2

우리는 학교 공부를 통해 온갖 것을 배우지만 주로 공부하는 법 일하는 법 살아가는 법 을 배웁니다 특히 자신의 관심과 흥미가 저절로 가는 공부와 일 그간 열심히 해서 잘 할 수 있는 공부와 일 그리고 내 장래를 생각할 때 꼭 필요하고 해야 하는 공부와 일을 찾아 서 스스로 할 때 언젠가는 나의 갈 길을 찾아갈 수 있습니다 공부를 하면 지식 기술 태 도 등 우리 눈에 보이지 않는 것을 익히게 됩니다 눈에 보이지 않지만 내 몸과 마음 그리 고 머릿속에 차곡차곡 기억되어 어느 누구도 빼앗아갈 수 없는 귀한 자산을 쌓는 것입니다 그것들은 언젠가 문제나 상황에 처했을 때 나타나고 발휘됩니다 우리가 찾아가는 길은 어 릴 때에는 공부하는 길이고 나중에는 일하는 길입니다 자기가 좋아하는 학업진로와 직업 진로를 잘 찾는다면 그것은 우리 인생에서 엄청난 행운이고 축복이 될 것입니다

사람의 수명은 길어지고 과학기술의 발전에 따라 직업 기술이나 기업의 수명은 더 짧 아져서 우리는 일생을 두고 여러 직업에 종사할 가능성이 높아졌습니다 하나의 직업은 다른 직업과 연결되어 있으며 한 직업이나 기업에는 온갖 일을 하는 사람들이 모여서 함께 협동해서 일하고 문제를 해결해 나갑니다 이 자료에는 사람의 질병 치유와 건강을 도와주는 헬스케어와 같은 보건의료 서비스에 관련된 직업들과 생명의 신비를 밝히는 유전기술과 건강을 돕는 의공학 기술을 연결하는 직업들이 몇 가지 소개되어 있습니다 물론 이 분야에는 여기에 소개된 것보다 더 많은 직업이 있습니다 여기 소개된 직업을 대할 때 어떤 학생은 매우 흥미를 느낄 수 있고 어떤 학생은 나와 상관없는 일이라고 판단할 수도 있습니다 그러나 보건의료는 나와 직업적으로는 상관없을지 몰라도 일상생 활에서는 결코 빼놓을 수 없는 직업들입니다 직업적인 면에서도 직접적이지는 않을지라 도 언젠가는 간접적으로 관계될 수도 있습니다

인간의 수명이 늘어날수록 건강에 대한 관심은 높아지고 이에 따라 이와 관련된 직업 의 종류는 점차 늘어날 것입니다 미국의 한 조사에 따르면 년까지 전체 직업 중

관련 일자리는 나 증가할 것이라고 합니다 수학 관련 일자리 컴퓨터 시스템 분석 소프트웨어 개발 의료 과학 생명공학 관련 일자리가 나 증가할 것이라고 예측하고 있습니다 여러분이 여기에 제시된 프로그램을 실험하고 실습해나가면서 내 소질과 적성이 어디에 있는지 내 관심과 흥미가 어디에 있는지 내 가 좋아하는 공부와 일 내가 잘 할 수 있는 공부와 일 내가 할 필요가 있고 해야겠다 고 꿈꾸는 공부와 일을 어느 순간 찾는 행운 을 누리기를 기대합니다

융합인재교육(STEAM) 프로그램의 흐름도 3

본 교재의 프로그램은 진로교육과 관련된 융합인재 양성이 목적이므로 진로를 학생들 의 꿈 으로 보고 꿈을 꾸고 키우며 펼친 후 최종적으로 꿈을 다지는 흐름으로 전개하 였습니다

융합인재교육(STEAM) 프로그램의 단계 4

프로그램 단계 단계별 수행 내용

• 학생들이 자신의 상황으로 느끼고 흥미를 끌 수 있는 소재를 사용하여 상황제시

• 관련 전문가들이 활동하는 모습을 제시함으로써 직업에 대한 관심 유도 상황 제시

• 자연스럽게 따라가다 보면 원리를 이해할 수 있는 치밀한 설계

• 관련 직업에 필요한 기능을 파악하고 전문가 활동을 할 수 있는 설계 창의적 설계

• 본 직업을 통해 느낄 수 있는 긍정적인 감성 체험 감성적 체험

융합인재교육 프로그램의 단계는 다음과 같이 전개됩니다

6 생명의 신비, 우리의 미래

생명 ‧ 의공학 직업 관련 프로그램 5

학교급 적용

시기 교과 단원 시

수 프로그램명 관련 직업 STEAM 요소

초 3-4 3-1 3-2 4-1 4-2 4-2

과학 도덕 과학 국어 국어

3. 동물의 한살이 4. 생명을 존중해요 3. 식물의 한살이 2. 서로 다른 의견 6. 여러 가지 의견

3

유전공학이 펼쳐내는 새로운 세상

유전공학자 S,A

3-2 4-2 3, 4

과학 과학 미술

2. 동물의 세계 1. 식물의 세계 [표현영역] 주제표현

3 자연에서 찾은 지혜, 생체모방

생체모방

공학자 S,T,E,A

초 5-6 5-1 5, 6

과학 실과

4. 작은 생물의 세계 [가정생활] (4) 쾌적

한 주거와 생활 자원 관리

3 사람과 자연을 살리는 전문가

바이오환경

전문가 S,T,E,A

5-2 5, 6

과학 미술

1. 우리 몸

[표현영역] 주제표현 3

생체공학 사이보그, Dreams come

true!

생체의공학자 S,T,E,A

중학교

7-2 과학 기술

4. 광합성

4. 정보통신과 기술 2 생명의 신비를 밝힌다

생체계측 의료기기

개발자

S,T,A,M

8-1 9-1

과학 기술

4. 소화와 순환

5. 생명기술 4

질병으로 고통받는 사람들에게 새로운

삶을!

인공장기

개발자 S,T,E,M

8-1 9-1 8

과학 기술 미술

4. 소화와 순환 3. 전기전자기계술 5. 생명기술 산업디자인

4 보이지 않는 작은 의사

의료용 나노로봇

개발자

S,T,E,A, M

고등 학교

고1

과학 기술‧

가정

Ⅰ. 별과 우주

Ⅲ. 생명의 탄생

Ⅴ. 과학적 건강관리

Ⅳ. 미래 기술과 사회

3 미래의 황금알, 신약을 개발하라!

신약 개발

연구원 S,T,E,A

고3

고1

생명 과학I

I 기‧가

2-1. 유전자와 형질 발현

2-2. 생명 공학

Ⅳ. 미래 기술과 사회

3 생명의 정보, 내가 다룬다!

생명 정보

연구원 S,T,E,A

고1

고3 고1

생명 과학I

I 기‧가

Ⅴ. 인류의 건강과 과 학기술

2-2. 생명 공학

Ⅲ. 기술 혁신과 설계

3~

4

의학과 공학의

아름다운 Fusion 의공학자 S,T,E,A, M

∙유전공학자∙

유전공학이 펼쳐내는 새로운 세상

프로그램 1

유전공학이 펼쳐내는 새로운 세상

쥬라기 공원이란 영화에서 과학자들은 호박 속에 갇힌 모기 화석의 몸속에 공 룡의 피가 들어있을 거라고 추측했습니다. 그리고 이 피 속에서 공룡의 DNA를 추출하여 개구리의 DNA와 합친 후, 인공 알로 부화시켜 공룡을 탄생시킵니다.

또한 과학자들은 토마토와 감자의 세포를 융합하여 포마토(토감)와 같은 식물을 만들기도 하였습니다. 유전공학 기술이 앞으로 우리에게 어떤 변화를 가져다줄 까요? 사람들이 스파이더맨 같은 능력을 가질 수 있는 날이 오지는 않을까요?

우리는 3, 4학년 과학에서 동물과 식물의 생김새와 한살이에 대해 공부했습니 다. 이번 수업에서는 유전공학 기술이 이루어낸 것들을 살펴보고, 어린이 유전 공학자가 되어 새로운 동식물을 구상해 보겠습니다.

여기서 우리는,

▒유전공학과 유전공학자가 하는 일에 대해 알아봅니다.

▒유전공학자가 되어 유전공학 기술이 사용된 새로운 동식물을 구상해봅니다.

10 생명의 신비, 우리의 미래

유전공학 기술의 발전이 가져온 새로운 변화

‘포마토’에서 ‘톰테이토’로~!

꿈 꾸기 상황제시

☺ 유전공학 기술이 만들어 낸 새로운 식물을 살펴봅시다.

포마토에 대해서 들어본 적이 있나요? 포마토는 1978년 독일 막스 플랑크 연 구소의 연구원이 세포융합을 연구하면서 만든 새로운 잡종식물체입니다. 감자와 토마토의 체세포를 융합하여 만들었으며, 줄기에는 토마토가 열리고 뿌리에는 감 자가 만들어집니다. 그러나 토마토와 감자 모두 크기나 질은 일반적인 감자나 토 마토에 비해 훨씬 떨어지고 많이 생산할 수 없다는 문제가 있었습니다.

감자 세포 토마토 세포

포마토 핵

핵

효소 효소

세포 융합 핵 융합 배양

토마토

감자

그런데 2013년 9월 26일, 영국에서 유전자조작을 하지 않고 아래 줄기에서 는 감자가 나고 위 줄기에서는 토마토가 나는 '

톰테이토'가 탄생했습니다. 톰테이토는 포마토 와 비교할 수 없을 정도로 맛도 좋고 대량으로 생산할 수 있어서 상품화도 가능합니다. 톰테이 토는 일 년에 한 번 수확이 가능하며 토마토가 익을 때 감자도 함께 거둘 수 있습니다. 두 식 물에서 나올 수 있는 알파-솔라닌이라는 독성 성분도 검출되지 않아 안전성을 검증받았습니 다. 톰테이토를 성공시키기 위한 연구원들의 10년의 노력이 결실을 맺게 된 것입니다.

☺ 앞에서 살펴본 포마토나 톰테이토는 유전공학 기술에 의해 만들어낸 것 입니다. 이 외에 다른 동식물도 살펴봅시다.

무추

= 무 + 배추

가토

= 가지 + 토마토

씨 없는 수박

= 수박 - 씨

라이거

= 수컷 사자 + 암컷 호랑이

황금쌀

= 쌀 + 비타민A

감귤의 품질 향상

= 밀감 + 오렌지

☺ 유전공학에 관한 동영상을 시청해봅시다.

오렌지 맛 나는 감귤 복제 2세 송아지 슈퍼 옥수수 복제 개

생각 쑥쑥!

󰊱 유전공학 기술이 우리에게 주는 좋은 영향에는 무엇이 있을까요?

󰊲 유전공학 기술이 우리에게 주는 나쁜 영향에는 무엇이 있을까요?

󰊳 여러분이 유전공학자가 된다면 어떤 일을 해보고 싶나요?

12 생명의 신비, 우리의 미래

유전공학 기술로 만들 새로운 동식물 구상하기

창의적 설계

☺ 여러분이 유전공학자가 된다면 어떤 것을 만들어보고 싶습니까? 다음의 질문을 생각하며 여러분이 개발하고 싶은 것을 구상해봅시다.

무엇을 개발하고 싶나요?

어떤 것이 합쳐지거나 변화된 것인가요?

어떤 창의적인 아이디어를 포함하고 있나요?

우리에게 어떤 도움을 줄까요?

우리에게 주는 좋지 않은 영향은

없을까요?

이름은 무엇으로 할까요?

☺ 여러분이 앞에서 구상한 것을 그림으로 그리고 설명하거나, 홍보하는 광 고지를 그려 봅시다. 예쁘게 색칠하여 완성해봅시다.

14 생명의 신비, 우리의 미래

유전공학자가 되어 본 경험 나누기

감성적 체험

☺ 다음의 주제 중 하나를 골라서 자신의 경험, 생각, 느낌 등을 글(운문 또 는 산문)로 표현하고 발표해봅시다.

주제 새로운 세상을 펼치는 유전공학자

새로운 동식물을 구상해본 경험 : 나의 작품 소개 유전공학이 우리에게 주는 좋은 영향, 나쁜 영향

유전공학자가 갖추어야 하는 능력과 유전공학자의 역할 내가 유전공학자가 된다면

제목 :

유전공학이 주는 득과 실, 우리가 나아갈 길은?

꿈 펼치기 2 감성적 체험

☺ 유전공학이 우리에게 끼치는 좋은 영향에는 무엇이 있을까요? 또한 나쁜 영향에는 무엇이 있을까요? 친구들과 함께 이야기를 나누어 봅시다.

나쁜 영향 좋은 영향

16 생명의 신비, 우리의 미래

꿈을 위한 준비와 도전! 유전공학자가 된다면!

꿈 다자기 진로설계

☺ 미래에 여러분은 많은 사람들에게 도움을 주는 좋은 유전공학자가 되어 노벨상을 수상하게 되었습니다. 그리고 세계 신문 1면에 실리게 되었습니다.

자신에 관한 기사를 직접 작성해봅시다.

1 면 세 계 신 문 세 계 신 문 세 계 신 문 World Newspaper

World Newspaper World Newspaper

한국 노벨상 수상자 탄생! 유전공학자 ○○○ 박사

활동을 평가해 봅시다.

평가하기

☺ 활동한 내용에 대해 평가해 봅시다.

평가 방법

평가

영역 평가 내용

평가 기준 상 중 하

자기 평가

창의적 설계

• 유전공학 기술을 이용하여 새롭게 만들고 싶은 동식 물의 이름과 특징 등을 제시하였나요?

• 새롭게 만들어진 동식물을 홍보하는 광고지를 적절 하게 만들었나요?

감성적 체험

• 유전공학자와 관련된 주제로 쓴 글이 적절한가요?

• 유전공학이 우리에게 미치는 좋은 영향과 나쁜 영향 을 적절한 근거를 들어 제시하였나요?

진로 설계

• 유전공학자로서의 업적과 성과를 적절히 들어 신문 기사를 작성하였나요?

동료 평가

감성적 체험

• 유전공학이 우리에게 끼치는 좋은 영향과 나쁜 영향 에 대한 논의에 적극적으로 참여하였나요?

18 생명의 신비, 우리의 미래

유전공학의 시작

- 유전학의 아버지, 멘델의 호기심이 가져온 발견 -

학습안내자료

유전자는 세포 속에 들어 있는 화학적 암호입니 다. 생명의 규칙이 쓰여 있는 유전자의 비밀을 밝 히기 위한 연구는 그레고르 멘델의 호기심에서 시 작되었습니다. 1822년, 농부의 아들로 태어난 멘델 은 1856년부터 한 가지 질문에 몰두하였습니다. 부 모와 자식 간의 닮은 형질(어떤 생명체가 갖고 있 는 모양이나 특성)들은 도대체 어떻게 전해지는가?

모든 뛰어난 과학자가 그랬듯이, 멘델도 호기심을 참지 못했습니다. 그는 자 신의 생각을 설명하기 위해 완두를 이용해 실험했고, 거의 10년 가까이를 식물 이 가진 어떤 성질이 어떻게 다음 세대에 전달되는지 연구했습니다.

멘델은 모양이 제각각 다른 완두를 밭에 심었습니다. 어떤 완두는 키가 컸 고, 어떤 것은 키가 작았습니다. 하얀 꽃이 피는 것도 있고, 색깔 있는 꽃이 피 는 것도 있었습니다. 또 콩깍지가 녹색인 완두도 있었고, 노란색인 완두도 있 었습니다. 주름진 콩이 열리는 완두도 있었고, 둥근 콩이 열리는 완두도 있었 습니다. 멘델은 서로 다른 완두의 꽃가루를 이리저리 옮기는 방법으로 완두를 교배하고 또 재교배 하였습니다. 그리고 마침내, 완두의 유전적 형질이 부모로 부터 자식에게 전해지는 과정에는 일정한 법칙이 있다는 것을 발견했습니다.

멘델의 유전법칙으로 알려지게 된 이 법칙을 통해, 멘델은 자신이 심은 완두 에 열릴 완두콩의 모양을 정확히 예측할 수 있었습니다. 멘델이 마술처럼 정확 한 예측을 할 수 있었던 것은 생물의 형질이 부모로부터 자식에게 전해지는 과정은 보이지 않는 어떤 입자에 의해 지배된다는 것을 이해했기 때문입니다.

오늘날의 의사들도 특정 부모로부터 태어나는 아이들이 특정 질병을 앓을 것인지 예측할 때 멘델이 발견한 것과 똑같은 법칙을 이용합니다. 또한 새로운 농산품을 개발하는 과학자들도 더 나은 품종을 생산하려면 어떤 식물끼리 교 배해야 하는지 알아내려고 할 때 멘델의 유전 법칙의 도움을 받습니다.

☺ 멘델의 유전법칙

• 우성의 법칙 : 자손 제1대에서는 부모의 형질 중 우성 형질만 나타난다.

• 분리의 법칙 : 자손 제1대 잡종끼리 교배하였을 때, 자손 제2대에서 우성과 열성이 3:1의 비율로 나타난다.

• 독립의 법칙 : 서로 다른 형질끼리는 서로 관계없이 독립적으로 우열의 법 칙 및 분리의 법칙을 나타낸다.

1865년, 멘델은 자신이 발견한 내용을 발표합니다. 하지만 누구도 그 내용의 중요성을 깨닫지 못하다가, 1900년대에 이르러서야 드디어 그가 말한 보이지 않는 어떤 입자에 유전자(gene)라는 이름이 붙여졌습니다. 유전자에 관한 과학,

20 생명의 신비, 우리의 미래

DNA 세상을 연 왓슨과 크릭

학습안내자료

☺ 유전공학의 기초가 되는 DNA에 대해 알아볼까요?

DNA는 이중 나선 구조이다! 1953년, 제 임스 왓슨과 프랜시스 크릭은 마침내 DNA 의 구조를 밝혀내고야 말았습니다. 또한 DNA가 유전자를 이루는 물질임이 확실히 입증되었고, 과학자들은 유전자가 염색체 위에 있으며 DNA로 이루어졌다는 것을 알 게 되었습니다. 이 발견으로 왓슨과 크릭은 1962년에 노벨상을 탔습니다.

왓슨과 크릭은 유전자의 작용 방법에 관한 문제도 풀었습니다. DNA는 두 가닥의 끈이 서로 나선형으로 얽혀 있고, 그 사이에 계단의 디딤판처럼 연결 고리들이 있습니다. 두 가닥의 끈은 당과 인산이라는 물질이며, 디딤판들은 짝을 이룬 염기로 이루어져 있습니다. 멘델이 발견했던 보이지 않는 어떤 입 자는 바로 DNA였습니다. DNA는 한 세대에서 다음 세대로 유전적 정보를 전 달하는 물질입니다. 유전자의 차이는 DNA의 차이이며, DNA의 차이는 염기 배열의 차이 때문입니다.

그렇다면 어떻게 그 조그만 DNA 하나에 살 아 있는 생물을 구성하는 데 필요한 모든 정보 가 다 들어있을 수 있을까요? 왓슨과 크릭은 그것이 일종의 암호로 되어있을 거라고 추측했 습니다. 그리고 나선형 계단에서 생긴 DNA 분 자에서 디딤판을 형성하는 4종류의 염기(시토 신, 구아닌, 티민, 아데닌)는 암호처럼 작용한다 는 것을 발견했습니다. 그래서 염기의 배열을 유전 암호라고 말합니다. 이 암호가 생명체의 설계도가 되는 것입니다.

<재미있는 체험활동> 생명체의 설계도, DNA - 나만의 혈액형 DNA 팔찌 만들기 -

꿈 도우미 3 학습안내자료

☺ 염색체 속의 DNA 정보에 대해 알아봅시다.

유전자는 눈, 머리카락, 피부색 같은 특징들을 결정합니다. 이 유전자는 부 모님의 생식 세포(난자, 정자)에서 물려받은 것입니다. 부모님은 유전 물질을 각기 절반씩 물려주어 세상에 하나밖에 없는 아이를 만드는 것이지요. 남자 의 정자에는 23개의 염색체가 들어있고, 여자의 난자에도 23개의 염색체가 들어있습니다. 이 둘이 만나 생겨나는 수정란에서 남녀 각각 23개의 염색체 가 짝을 찾아 쌍을 이룹니다. 이렇게 만들어진 총 46개, 23쌍의 염색체가 바 로 새로운 인간의 설계도입니다.

남자인지 여자인지를 결정하는 것은 23번째 염색체 한 쌍으로서, 남자는 X 염색체 하나와 Y 염색체 하나를 가지고 있고 여자는 두 개의 X 염색체를 가지고 있습니다. 따라서 위의 사진은 여자의 염색체입니다.

염색체를 키순으로 나열한 뒤 번호를 붙였을 때, 아홉 번째! 이것이 바로 ABO 혈액형 유전자가 들어있는 염색체입니다. 9번 염색체의 특정 위치에 있

22 생명의 신비, 우리의 미래

☺ 우리 몸의 DNA 중 혈액형을 결정하는 DNA의 염기 배열 순서에 따라 나 만의 혈액형 DNA 팔찌를 만들어 봅시다.

혈액형 DNA 팔찌 만들기 준비물 4색 구슬(비즈), 우레탄 줄(고무줄), 가위

만드는 방법

① 나의 혈액형은 무엇입니까? ( )형

② 나의 혈액형에 맞는 유전정보를 찾아 읽어봅시다.

<각 혈액형별 유전정보>

• A형 : ATGGCCGAGG TGTTGCGGAC GCTGGCCGGA …

• B형 : AGGAAGGATG TCCTCGTGGT GACCCCTTGG … • AB형 : CGCGTGACGC TGGGGACCGG TCGGCAGCTG … • O형 : CGGGAGGCCT TCACCTACGA GCGCCGGCCC …

③ 4가지색 구슬에 해당되는 염기를 각각 정합니다.

• A(아데닌) : ( )색 • T(티민) : ( )색 • G(구아닌) : ( )색 • C(시토신) : ( )색

④ 고무줄의 한쪽 끝을 구슬이 빠지지 않게 묶어주거나 클립 등을 이용해 고정시킵니다.

⑤ 자신의 혈액형에 해당하는 유전정보를 골라 차례로 해당 구슬을 끼웁니다.

⑥ 자신의 팔목 굵기에 적당한 길이가 되면(약 20~25개 정도) 고무 줄을 묶어 마무리 합니다. 나만의 혈액형 DNA 팔찌 완성!

1 2 3 4

가끔 유전정보가 손상되거나 자손에게 제대로 복사되지 않을 때가 있습니 다. 이렇게 DNA를 이루고 있는 염기의 배열이 어떠한 영향에 의해 바뀌거나 없어지거나 한 경우를 유전자 돌연변이라고 합니다. 돌연변이가 생기는 원인 은 매우 많으며 공기나 물 등 환경오염에 의한 경우도 많습니다.

<도전 읽기자료> 유전공학의 발전!

- 줄기세포와 줄기세포 활용 치료법 -

학습안내자료

"줄기세포 연구를 떠나서는 생명과학을 제대로 이해할 수 없습니다. 줄기 세포 연구는 한때 풍미했던 유전자 치료나 분자생물학, 게놈 연구에 비교할 수 없을 정도로 매우 중요합니다. 인간이 어떻게 성장하고 병에 걸리는지, 근본적인 생명현상을 연구하기 때문입니다. 미래 생명공학은 줄기세포를 잘 이해하고 다루는 기술을 보유한 나라가 주도권을 쥘 것입니다."

넘어져 피부에 생긴 상처나 수술 후 실로 봉합한 피부는 시간이 지나면 다시 재생됩니다. 또한 신체 장기 중 간은 재생이 되므로 수술로 어느 정도 잘라낼 수 있습니다. 우리 몸에 재생되는 기관은 피부와 간밖에 없을까요?

피부와 간이 계속 만들어질 수 있는 이유는 줄기세포(Stem Cell) 때문입니 다. 세포는 성장하면서 구조나 기능이 생물의 조직에 맞도록 변해 가는데 이 를 분화라고 합니다. 줄기세포는 여러 종류의 신체 조직으로 분화할 수 있는 능력을 가진 세포(미분화 세포)입니다. 이러한 미분화 상태에서 적절한 조건

줄기세포

24 생명의 신비, 우리의 미래

줄기세포는 우리 몸의 모든 기관 에 있는 것이 아니라 골수, 혈관, 피 부, 간, 근육 등에 있습니다. 이 기 관에 있는 줄기세포는 계속해서 세 포를 만들어 내기 때문에 우리가 볼 때 재생하는 것처럼 보이지요. 우리 는 이 줄기세포를 이용해 우리 몸의 고장 난 부분에 필요한 세포를 만들 수 있는 것입니다. 또한 줄기세포는 어떠한 장기로도 분화될 수 있기 때 문에 불치병이나 새로운 장기가 필 요한 사람에게 희망의 치료법이자 획기적인 치료법으로 각광받고 있답 니다.

줄기세포 치료제 연구는 ① 성체

줄기세포, ② 배아줄기세포, ③ 유도만능줄기세포 이렇게 세 가지로 나뉩니다.

① 성체줄기세포는 사람 몸에서 발견할 수 있지만, ② 배아줄기세포는 아직 태어나지 않은 수정란에서 발견됩니다. 배아줄기세포는 태아가 될 수 있는 배아 세포에서 추출하기 때문에 윤리적으로 문제가 됩니다. 따라서 배아줄기 세포 연구는 모든 국가에서 제한적으로 허용하고 있습니다.

최근 각광받고 있는 ③유도만능줄기세포 는 분화가 끝난 우리 몸의 세포를 '역분화 '하는 과정을 통해 체세포를 배아줄기세포 와 유사한 상태로 되돌린 줄기세포입니다.

그래서 이를 '역분화줄기세포'라고도 부릅 니다. 유도만능줄기세포는 사람 피부세포 에 유전자 변형을 가하는 방식으로 만들 수 있어 수정란이나 난자를 사용하 지 않기 때문에 윤리적인 문제에서도 자유롭습니다. 일본 교토대학의 야마나 카 교수(위 사진)와 영국 거던 연구소의 존 거던 소장은 유도만능줄기세포를 연구하여 2012년 노벨생리의학상 수상자가 되었습니다.

<도전 실험>

유전공학자가 되어 식물의 DNA 추출해보기

학습안내자료

염색체란?

• 세포 안에 있는 실처럼 생긴 것

• 수천 개의 유전 자가 긴 줄을 형 성하고 있음

☺ 염색체, 유전자, DNA의 발견

17세기 초, 현미경의 발명으로 모든 살아있는 생물은 미세한 세포 로 이루어져 있다는 것을 알게 되었습니다. 그러나 19세기 말에 이르 러서야 세포 내부의 움직임을 볼 수 있을 만큼 현미경 렌즈가 발달 했습니다. 1880년대에, 말의 대장에 기생하는

벌레를 조사하던 과학자들은 실처럼 생긴 이 상한 물체가 벌레의 세포 내부에 떠다니는 것을 목격했다고 보고했습니다. 그것은 바로 염색체였습니다.

과학자들은 예전에 멘델이 그랬던 것처럼 세포 안에 있는 보이지 않는 입자, 즉 유전 자를 다시 찾아 나서기 시작했습니다. 마침 내 유전자는 실처럼 생긴 것들, 즉 염색체

위에 있다는 사실이 알려지게 되었습니다. 그리고 유전자를 이루는 물질이 바로 DNA라는 것도 알아냈습니다.

여러분은 유전공학자가 되어 식물에 있는 DNA를 직접 추출하고 관 찰해보도록 하겠습니다.

☺ 식물의 DNA를 추출하고 관찰하기

식물 DNA 추출 실험 실험

목적

어린이 유전공학자가 되어 식물(브로콜리)의 DNA를 추출하고 관찰할 수 있다.

준비물

브로콜리 50g, 에탄올(99.9%), 소금, 증류수(또는 수돗물), 세제, 막자 사발, 막자, 가위, 유리막대, 100㎖ 비커, 구멍이 작은 주방용 체(또는

26 생명의 신비, 우리의 미래

실험 방법 및 관찰 결과

기록

① 증류수 150㎖에 소금 2g와 세제 7㎖를 넣고, 소금이 완전히 녹을 때까지 잘 저어서 소금-세제 액을 만들어둡니다.

② 브로콜리 50g을 가위로 잘게 잘라 막자사발 에 넣습니다. 그리고 막자로 아주 곱게 갈아줍니 다. 또는 믹서기를 사용해 갈아주어도 됩니다.

③ ①에서 만든 소금-세제액 100㎖를 브로콜리가 들어 있는 막자사발에 넣고 약 10분 동안 조심스 럽게 섞으면서 더 갈아줍니다.

④ 구멍이 작은 체나 거즈를 이용하여 용액을 걸러 찌꺼기를 제거합니다. ⇨ 브로콜리 DNA 추 출액

⑤ 유리막대를 비커 벽에 대고 차가운 에탄올이 유리막대를 타고 내려가게 하면서 조심스럽게 에탄올을 비커에 넣습니다. 이때, 에탄올은 추출 액 부피의 2배를 넣어줍니다. ※ 에탄올은 천천 히 살살 부어주어야 합니다(스포이트 사용).

⑥ 비커 안의 변화를 관찰합니다.

<관찰 결과>

⑦ 비커 안에 생긴 물질을 나무젓가락으로 여러 번 휘감아 올려 페트리 접시에 놓고 관찰합니다.

<관찰 결과>

∙생체모방공학자∙

자연에서 찾은 지혜, 생체모방

프로그램 2

자연에서 찾은 지혜, 생체모방

혹등고래를 본뜬 선박 프로펠러 칼라꽃을 본뜬 믹서기

하늘을 나는 비행기, 신소재, 로봇 … 우리 인간이 만들어 낸 훌륭한 발명품이 탄생하기까지 아이디어를 제공해 준 것은 바로 자연입니다. 개 미, 바퀴벌레, 파리와 같이 작고 지저분해보이는 곤충들도 로봇이나 건축 물, 특수 약품 등을 만드는 데 좋은 아이디어를 주고 있습니다.

우리는 3학년 2학기 과학 ‘2. 동물의 세계’와 4학년 2학기 과학 ‘1. 식 물의 세계’ 단원에서 동물과 식물의 생김새와 특징을 관찰하고 사는 곳을 공부했습니다. 이번 수업에서는 자연으로부터 지혜를 얻은 기술들에 대해 알아보고, 어린이 생체모방공학자가 되어보도록 하겠습니다.

여기서 우리는,

▒생체모방기술과 생체모방공학자가 하는 일에 대해 알아봅니다.

▒생체모방공학자가 되어 생체모방기술 아이디어를 개발해봅니다.

30 생명의 신비, 우리의 미래

자연은 최고의 스승!

자연에게서 배우는 아이디어와 기술, 생체모방

상황제시

“자연은 최고의 스승이다”르네상스 시대 화가이자 과학자이자 공학자였던 레오나르도 다 빈치가 한 말입니다.

우리 주변에는 동물이나 식물에게서 배운 것을 쓸모 있게 사용하는 예가 많습니다. 돌 고래 모양을 본떠서 잠수함을 만들고, 오리발 을 본떠서 물갈퀴를 만들고, 새들의 날개를 본떠서 비행기 날개를 만든 것이죠.

과학이 눈부시게 발달한 오늘날에도 여러 동식물의 놀라운 지혜와 능력, 자 연의 신비로움은 끊임없이 모방되고 있습니다. 상어 비늘에서 아이디어를 얻 어 최첨단 수영복을 만들고, 박쥐의 비밀을 파헤쳐 초음파를 이용하고, 전복 껍데기의 튼튼한 구조를 응용해 최첨단 탱크를 만들었습니다. 또한 거미줄, 홍 합, 여러 곤충들의 껍데기 등을 응용해서 첨단 소재를 만들어내고 있습니다.

이런 것을 생체모방이라고 합니다.

지구상에 있는 수많은 동식물 중에는 아직도 그 비밀이 밝혀지지 않은 것들 이 수두룩하답니다. 언제 보아도 동물, 식물의 세계는 참으로 신비하고 놀랍습 니다. 똑똑하고 신비한 자연으로부터 무엇을 배울 수 있을까요? 여러분이 생체 모방공학자가 되어 생체모방의 세계 속으로 들어가 봅시다.

☺ 생체모방기술의 더 많은 사례는 꿈 도우미(학습안내자료)를 읽어보세요!

생각 쑥쑥!

󰊱 자연으로부터 얻은 아이디어와 기술에는 무엇이 있나요?

󰊲 사람들은 왜 자연으로부터 배우려는 걸까요?

󰊳 앞으로 어떠한 생체모방기술을 개발할 수 있을까요?

자연 속에 답이 있다!

꿈 꾸기 2 상황제시

☺ 왜 자연을 배우려는 걸까?

생체모방은 생체(Bio)와 모방(mimetics)을 합친 말입니다. 생물의 구 조와 기능, 그리고 자연이 만들어 낸 물질을 본떠서 새로운 것을 만 드는 것을 말합니다. 자연에 완벽하게 적응해서 살아가는 생물을 모 방하고 배우면, 자연을 파괴하지 않고도 발전할 수 있을 것입니다.

어떻게 자연을 파괴하지 않으면서 발전할 수 있을까요? 사람들은 그 해답을 우리 주위의 수많은 생물들에서 찾을 수 있을 것이라고 생각 합니다. 하지만 그 해답을 찾으려면 좀 더 애정 어린 눈길로 자연을 들여다보아야 합니다. 이제 여러분은 생체모방공학자가 되어 자연을 바라보고, 다음 친구들의 의뢰를 해결해주길 바랍니다.

☺ 의뢰파일 YN-607과 의뢰파일 AL-936 중 하나를 선택하고 의뢰를 해결하 기 위한 프로젝트에 참여해봅시다.

<선택1> 의뢰파일 YN-607 <선택2> 의뢰파일 AL-936

의뢰 사연

우리 부족은 몸집이 작고 힘이 약하 답니다. 그래서 우리 부족 사람들은 모여 살기 시작했습니다. 작은 힘이 라도 모이면 큰 힘이 되거든요. 그런 데 모두가 모여 살기 시작하면서 또 다른 문제가 생겼어요. 예전에 살던 집은 너무 좁고, 누가 방귀라도 뀌면 모두 밖으로 피신해야 한답니다. 우리 를 위해 공기가 잘 통하는 큰 집을 지어주세요!

의뢰 사연

우리들이 사는 곳은 나무와 풀들이 무 성한 곳입니다. 그런데 이곳에는 우리 말고 사나운 동물들도 함께 살고 있지 요. 동물들은 풀숲에 숨어 있다가 우리 가 지나가면 무자비하게 공격합니 다. 우리가 이 동물들의 공격을 피할 수 있게 나무 위에 집을 지어주세요.

나무 위에서라면 동물들이 어디에 숨 어 있는지 볼 수 있을 테니까 여러 가지로 좋을 것 같아요.

조건

1. 자연에서 아이디어를 찾아야 해.

2. 많은 사람들이 모여 살 수 있게

방이 많아야 해. 조건

1. 자연에서 아이디어를 찾아야 해.

2. 나무 위에 지어야 하니까 너무 무겁지 않은 재료를 이용해야 해.

32 생명의 신비, 우리의 미래

생체모방공학자 되어보기 프로젝트 Ⅰ

창의적 설계

☺ 생체모방기술을 위한 자연의 사례를 조사해봅시다.

<선택1> 의뢰파일 YN-607 <선택2> 의뢰파일 AL-936

아이 디어 조사 도우미

• 지하 도시 건축가 - 곰개미

• 친환경 아파트 - 아즈텍개미

• 거침없는 고층빌딩 - 아프리카흰개미

• 육각형이 좋아 - 꿀벌

• 젖지 않는 종이 집 - 쌍살벌

아이 디어 조사 도우미

• 처마 밑 흙집 - 제비

• 뜨겁지 않은 가마 - 오븐버드

• 생명이 태어나는 무덤 - 무덤새

• 알이 자라는 호리병 - 호리병벌

• 문을 달아야 집이지 - 덫문거미

의뢰파일 ( ) 해결을 위한 조사 내용

(조사 내용을 그림과 글로 기록해봅시다.)

내가 자연에서 찾은 지혜 (아이디어)

☺ 의뢰파일 YN-607과 AL-936을 해결하기 위한 아이디어가 떠올랐나요?

의뢰인에게 새로 지어 줄 집을 그려봅시다. 또한 설명도 메모해봅시다.

34 생명의 신비, 우리의 미래

생체모방공학자 되어보기 프로젝트 Ⅱ

창의적 설계

☺ 자연으로부터 지혜를 얻어 생체모방기술을 적용한 제품을 개발하고자 합 니다. 다음의 동식물, 인체나 이 외의 자연 중 하나를 선택해봅시다.

거미줄 소라/조개 물벼룩 코끼리

튤립 선인장 소금쟁이 인간의 뇌

※ 이 외에도 여러분이 원하는 것을 선택할 수 있습니다.

☺ 여러분이 선택한 것의 생김새를 관찰하고 특징을 조사해봅시다.

내가 선택한 자연 : ( )

자연에서 모방할

부분 더욱 발전시킬

부분

☺ 여러분이 선택한 자연의 어떤 특징을 모방하 고, 더 발전적으로 변화시킬 수 있을까요? 모방 할 부분과 더욱 발전시킬 부분을 생각해봅시다.

☺ 생체모방기술을 설계하기 위한 아이디어가 떠올랐나요? 다음의 방법 중 하나를 선택하여 여러분의 아이디어를 표현해봅시다.

생체모방기술 아이디어 표현 활동 선택 선택 1. 아이디어를 직접 만들어보기

선택 2. 아이디어를 그림으로 그리고 말풍선으로 설명 넣기 선택 3. 아이디어를 소개하는 광고지 만들기

선택 4. 나와 나의 아이디어가 나오는 신문 만들기(사진+기사)

☺ 선택 1. 아이디어를 직접 만들어보기

만들기를 위한 준비물 목록 작성하기

겉모양 재료

기능 속도 성분 속구조

?

36 생명의 신비, 우리의 미래

☺ 선택 2, 선택 3, 선택 4 활동지

자연으로부터 얻은 지혜 알리기 - 생체모방기술 아이디어 발표하기 -

감성적 체험

☺ 여러분이 수행한 생체모방공학자 되어보기 프로젝트를 정리해봅시다.

내가 모방한 자연과 그 특성

이 아이디어의 개발 이유

이 아이디어가 우리에게 주는 이로운 점

어려웠던 점/실패의 경험

좋았던 점/성공의 경험

생체모방공학자가 되어 본 소감

38 생명의 신비, 우리의 미래

생체모방의 밝은 미래로 가기 위한 준비

진로설계

☺ 생체모방공학자가 되고 싶나요? 생체모방이 희망적인 미래로 가기 위해서 는 다음의 네 단계가 필요합니다. 이를 여러분의 생활 속에서 실천해봅시다.

1. 고요히 있기 : 자연 속에 파묻히기

수 세기 동안 우리는 지식에만 빠져 자연의 지혜를 돌아보고 받아들일 겨를이 없었습니다. 그렇기 때문에 우리는 우리 조상들이 했던 것처럼 자연 속에 파묻힐 필요가 있습니다. 즉, 책이나 인터넷 같은 것에서 배우는 것에서 벗어나 실제 자 연 속으로 들어와 자연에 매료되어 보고, 작은 체험들을 통해 자연과 가까워진다 는 것입니다.

2. 경청 : 지구 동식물과의 인터뷰

여기서 인터뷰는 지구 동식물의 생김새, 재능, 생존비결, 역할 등을 발견하고 가능한 자세히 아는 것을 말합니다. 이 일은 과학자들이 하는 일이지만, 과학자의 일만은 아닙니다. 생물의 수가 무척 많기 때문에 우리 모두가 지역의 동식물과 인터뷰할 필요가 있습니다. 생명과의 인터뷰 내용은 자연의 설계와 과정을 제품, 재료, 형태, 흐름으로 설계하는 공학자와 기술자에게 안내해줄 수 있습니다.

3. 모방 : 자연을 모델로 삼아 협동

생물은 생존하기 위해 스스로 계산하고 구조를 설계하고 만들어냅니다. 그러나 우리의 학문은 생물학과 공학으로 나누어 서로의 분야에 잘 관여하지 않습니다.

생체모방기술이 더욱 발전하려면 생물이 하는 것처럼 생물학자와 공학자들이 서 로 교류하면서 두 학문의 경계를 허물고 함께 협동하여 연구해야 합니다. 또한 여러 학문 분야가 하나로 합쳐져 비옥한 아이디어의 토양을 만들어내야 합니다.

4. 돌봄 : 생물의 다양성과 천재성 보존

우리는 자연에 대해서 발견한 것보다 발견하지 못한 것이 더 많습니다. 하지만 경제성장만을 추구하는 사회에서 우리가 발견하지 못한 많은 것들이 사라져가고 있습니다. 우리는 자연을 최대한 보존해야 하고, 이용할 때에도 자연 전체를 생각 하고 소중히 여기고 아껴야 합니다. 자연을 돌보는 일은 자연에 대한 감사를 표 현하는 최고의 행동입니다.

찾아라~! 생체모방공학자가 되기 위해 필요한 것

진로설계

☺ 아래 표에는 생체모방공학자가 갖추어야 할 자질들이 가로, 세로, 대각선 으로 숨어 있습니다. 생체모방공학자가 되기 위해 공부해야 하는 것은 빨간 색, 발전시켜야 할 능력이나 기술은 파란색, 가져야 할 마음가짐이나 태도는 노란색으로 색칠해봅시다.

곤 충 가 프 래 머 자 애 이 책 하 이 인 체 정 수 요 연 김 상 차 호 복 지 임 학 라 조 사 통 침 기 회 인 굴 주 종 동 업 랑 꾼 심 사 관 찰 력 사 식 물 옹 설 선 공 맵 자 파 모 두 재 고 계 뚝 오 노 력 하 는 자 세 자 능 달 천 윤 수 이 연 디 로 수 력 정 나 공 풍 숙 미 희 츠 술 강 봇 과 학 역 앵 창 의 성 무

찾아라~! 생체모방공학자가 되기 위해 필요한 것

동물, 식물, 곤충, 인체, 과학, 공학, 수학

40 생명의 신비, 우리의 미래

꿈을 위한 준비와 도전! 꿈은 이루어진다.

꿈 다자기 3 진로설계

☺ 어설픈 아기 백조가 의젓한 어미 백조가 되듯이 우리는 모두 성장합니다.

지금의 나의 모습과 미래의 나의 모습을 생각해봅시다.

• 나의 모습

• 나의 꿈

• 좋아하던 일

• 나의 모습

• 나의 꿈

• 좋아하는 일

• 무슨 일(공부)을 하고 있을까요?

• 왜 그럴까요?

• 어떤 소망을 가지고 있을까요?

• 무슨 일(직업)을 하고 있을까요?

• 왜 그럴까요?

• 어떤 소망을 가지고 있을까요?

☺ 나의 꿈을 이루기 위한 다짐을 적어봅시다.

지금의 나 ( )살 1학년 때 ( )살

30년 후의 나 ( )살 10년 후의 나 ( )살

활동을 평가해 봅시다.

평가하기

☺ 활동한 내용에 대해 평가해 봅시다.

평가 방법

평가

영역 평가 내용

평가 기준 상 중 하

자기 평가

창의적 설계

• 생체모방기술을 위한 자연의 사례를 많이 조사하였 나요?

• 자연물을 소재로 한 생체모방기술을 적절하게 제시 하였나요?

감성적 체험

• 내가 만든 생체모방기술의 특징을 적절하게 분석하 였나요?

진로 설계

• 생체모방공학자가 되기 위해 필요한 것을 바르게 찾 았나요?

• 자신의 미래를 위한 설계를 성실하게 기록하였나요?

동료 평가

감성적 체험

• 생체모방기술에 대한 자료 조사, 기술의 활용 등에 성의있게 참여하였나요?

42 생명의 신비, 우리의 미래

신비한 생체모방의 세계

학습안내자료

상어 비늘에서 배운 전신 수영복 상어 비늘에서 배운 전신 수영복상어 비늘에서 배운 전신 수영복 전신 수영복의 표면을 자세 히 보면 오돌도돌 도드라져 나온 아주 작은 돌기를 발견 할 수 있습니다. 그 돌기는 바로 상어의 비늘을 모방해서 만든 것입니다. 어떤 물체가

물속에서 움직이면 수면에 빙글빙글 맴돌며 소용돌이가 일어나는데 이 흐름 때문 에 수영 속도가 느려지게 됩니다. 하지만 상어 비늘의 작은 돌기는 이 소용돌이를 표면에서 멀리 떨어지게 하여 수영 속도를 높여 준답니다. 2000년 시드니 올림픽 때, 수영 종목에서 금메달을 딴 선수의 76%는 전신 수영복을 입었습니다.

올빼미 눈과 야간 투시경 올빼미 눈과 야간 투시경 올빼미 눈과 야간 투시경

올빼미는 밤에 생활하는 야행성 동물입니다. 올빼미가 깜깜한 어둠 속에서도 다 치지 않고 날아다니며 먹이를 잡을 수 있는 것은 올빼미 눈의 구조에 그 비밀이 있습니다. 올빼미의 눈은 아주 크고, 빛을 느끼는 세포가 아주 빽빽하게 모여 있어 서 사람이 느낄 수 있는 빛보다 10분의 1에서 100분의 1 정도 되는 약한 빛도 느낄 수 있습니다. 어두운 곳을 잘 보는 올빼미 눈의 구조를 알아 낸 연구자들은 밤에도 잘 볼 수 있는 야간 투시경을 만들었습니다. 야간경은 어두운 빛을 전자적으로 수 만 배나 증가시켜 밤중에도 멀리 있는 물체를 발견할 수 있도록 만든 것입니다.

야간 투시경을 이용하는 사람들은 주로 군인들이나 바다를 항해하는 선원들입니 다. 또 영화에서 가끔 볼 수 있듯이 경찰이나 군인들이 어두운 곳에서 적을 찾는데 사용되기도 합니다. 실제로 야간 투시경을 이용하여 범인을 잡은 경우가 많답니다.

비행기의 날개 속에 숨겨진 벌집 구조 비행기의 날개 속에 숨겨진 벌집 구조비행기의 날개 속에 숨겨진 벌집 구조

꿀벌은 적은 재료로 가장 튼튼한 공간을 만들기 위 해 정육각형으로 집을 짓습니다. 가장 합리적이고 경 제적인 방법이죠. 꿀벌집의 벽은 놀라울 정도로 얇고 매끄러우며, 집 안에는 벌집의 30배에 가까운 무게의 꿀을 저장할 수 있습니다. 또 육각형의 방은 위로 9~14°정도 치켜 올려져 있어서 꿀이 바깥으로 전혀

흐르지 않는답니다. 이러한 구조는 제트기나 인공위성의 벽에 응용되기도 합니다.

벌집은 비행기 구조를 연구하는 사람들에게도 멋진 아이디어를 주었습니다. 바로 벌집식 사이층 구조물입니다. 이런 구조물은 속이 비어 있고 두 끝이 금속판으로 고정되어 있기 때문에 속이 비어 있지 않은 구조물보다 훨씬 튼튼하고, 무게도 속 이 비지 않은 구조물의 몇 분의 1밖에 안 되지요. 게다가 소리나 열을 떨어뜨리는 성능도 있습니다. 벌집식 구조는 망원경 받침대, 충격 흡수가 잘 되는 운동화의 깔 창, 스노우보드, 골판지 등 실생활에도 많이 쓰이고 있습니다.

첨단 로봇의 모델, 뱀 첨단 로봇의 모델, 뱀첨단 로봇의 모델, 뱀

많은 과학자들이 뱀의 우수성을 모방하여 뱀로봇을 만들기 위해 노력하고 있습니다. 뱀로봇은 크기도 크 고 소음이 많았던 그 동안의 로봇에 비해 땅에 가까이 붙어서 슬슬 미끄러져 다니기 때문에 눈에 뜨일 염려 가 적고 소음이 적어서 공격당할 확률도 상대적으로 낮습니다. 신소재 합금으로 만든 근육에 의해 움직이 는 뱀로봇의 근육은 전류가 통하면 움츠러들었다가 전 류가 끊기면 모양을 회복합니다. 또한 뱀로봇은 아무 렇게 던지거나 굴려도 곧바로 무게 중심을 잡고, 밀폐 된 공간이나 물 속 혹은 오염된 공기 속에서도 내부가 전혀 손상되지 않고 정해진 목표를 수행할 수가 있습 니다. 뱀로봇은 테러 진압이나 탐사 등 다양한 곳에 사용할 수가 있을 것입니다.

연구자들은 뱀 눈의 원리를 활용하기 위해서도 노력

하고 있습니다. 온도차에 의해 발생하는 적외선으로 생물체를 감지하는 뱀의 방식

스팀(STEAM) 프로그램 연구 ․ 개발자

연구팀

홍후조(고려대학교, 연구책임자), 유호신(고려대학교), 최연호(고려대학교), 민부자(고려대학교), 오현선(서울과학고등학교), 성의석(효문고등학교), 박혜림(서울신학대), 장소영(고려대학교)

교재 개발팀

임혜진(서현초등학교), 임유나(서울금산초등학교), 최창민(동패중학교), 조 용(덕수중학교), 김대준(세종과학고등학교), 박기석(고려대학교)

수업 적용팀

분당서현초등학교, 대청중학교, 반포고등학교

융합인재교육(STEAM) 프로그램

생명의 신비 , 우리의 미래

발행처 한국과학창의재단 발행인 강혜련

공급처 고려대학교 제작처 ㈜박영사 편집인 김선민 마찬옥 디자인 최은정 김문정

주 소 서울특별시 종로구 평동 13-31 전 화 02－733－6771

팩 스 02－736－4818