목 차
1. 유전자는 우리 몸에서 무엇을 하고 있을까?
1차시. DNA 유전 암호로 음악을? ··· 5
2차시. 유전 암호를 연주해 보자 ··· 11
3차시. 유전암호 한 개만 바뀌었을 뿐인데 ··· 13
4차시. 유전자 치료는 어떻게 하지 ··· 19
2. 어떻게 하면 건강하게 생활할 수 있을까? 1차시. 닭발, 어떻게 움직일까? ··· 25
2차시. 흰 근육과 빨간 근육은 무엇이 다를까? ··· 31
3차시. 건강하게 생활하려면! ··· 35
3. 어떻게 하면 김치를 안전하게 운송할 수 있을까? 1차시. 알코올 발효 ··· 41
2차시. 김치를 만들어 보아요 ··· 45
3차시. 택배 회사의 고민 ··· 49
융합인재교육(STEAM) 주제별 프로그램 개발 - 바이오
‘유전자는 우리 몸에서 무엇을 하고 있을까?’
고등학교용
유전자는 우리 몸에서 무엇을 하고 있을까?
암호를 풀어라
출처: 크립토스 암호문
http://www.wired.com/science/discoveries/magazine/17-05/ff_kryptos?currentPage=all#
암호를 풀어라
오늘은 즐거운 동아리 시간. 컴퓨터실로 들어간 생물반 동아리 친구들은 칠판에 쓰여있는 알 수 없는 알파벳을 보고 어리둥절 했습니다.
“JHQHWLFFRGH ”
알 수 없는 철자들의 나열이 암호임을 눈치챈 친구들은 이리저리 머리를 굴려 암호를 해독 한 후 컴퓨터의 패스워드를 넣고 컴퓨터를 할 수 있었답니다. 친구들은 이 암호를 어떻게 해독했을까요?
생명체의 유전정보도 암호화 되어 DNA에 저장되어 있는데 이 유전암호는 어떻게 해독되며 어떤 과정을 거쳐 형질로 발현되는 것일까요?
<학생용 활동지>
01. DNA 유전 암호로 음악을?
한 때 영화와 노래에 ‘B형 남자’가 소재로 쓰이면서 ‘B형 남자’들은 정 말 성격이 변덕스러울까?라는 의문을 갖는 사람들이 많았다. A형, B형, AB 형,
O형의 혈액형은 무엇에 의해 결정되는 것일까?
다양한 생물의 형질은 어떻게 결정될까?
같은 반 친구들의 혈액형, 혀말기, 귓불형태, 새끼손가락 모양, 머리선 모양 등 을 조사해보면 서로 다른 것을 알 수 있다.
(1)혈액형, 혀말기 등과 같이 생물이 나타내는 고유한 특성을 무엇이라 하는가?
(2)생물체의 이러한 특성은 무엇에 의해 결정되는 것일까?
(3)부모로부터 받은 유전자는 어떻게 형질을 결정할 수 있을까?
DNA 유전 정보를 이용해 악보 만들기
활동 유전정보를 악보로 표현해 보아요.
▪형질을 표현하는 것은 서로 다른 기능을 갖는 단백질 때문입니다. 단백질 합성 을 결정하는 것은 바로 DNA이죠. 즉 단백질을 이루는 폴리펩티드 사슬 내의 아 미노산 서열은 DNA상의 염기의 유전 정보에 의해 결정됩니다.
▪DNA 의 유전 암호가 아미노산을 지정하여 단백질을 합성하듯이 유전 암호가 음표(코드)를 지정한다면 유전 암호를 해독하여 악보를 만들 수 있지 않을까요?
☼ 목표
1. 형질 발현 과정을 이해할 수 있다.
2. 유전 정보가 단백질을 합성하여 형질로 발현 되는 원리를 적용하여 악보를 만 들 수 있다.
3. 계이름 (코드)을 악보에 옮겨 적을 수 있다.
☼ 유의사항
A형 염기(1063개) 중 1번부터 120개의 염기만 해독한다.
☼ 준비물
오선지, A형 혈액형 염기 서열, 음표 20종, A4용지
☼ 설계방법
1. 4개의 염기가 그림의 음표(코드) 20개를 지정할 수 있는 방법을 생각한다.
(1)염기 하나가 음표(코드) 1개를 지정한다면 4개의 염기로 몇 개의 음표(코드) 를 지정할 수 있는가?
(2)염기 2개 짝을 지어 음표(코드) 1개를 지정한다면 4개의 염기로 몇 개의 음표(코드)를 지정할 수 있는가?
(3) 몇 개의 염기 짝을 지어 음표(코드)를 지정해야 20종류의 음표를 모두 지정 할 수 있는가?
2. 염기가 지정해야 할 음표를 보고 A4용지에 염기가 음표를 지정하는 표(유전암 호)를 작성한다.
3. A형의 염기 서열(1번부터 120개까지)을 해독하여 악보를 완성한다.
☼ 결과 및 토론
1. 몇 개의 염기가 코드(계이름) 하나를 지정하도록 설정하였는가? 또한 그렇게 설정한 이유는 무엇인가?
2. 염기가 지정한 음표(코드)와 염기서열에 따라 제작된 악보는 각각 형질 발현 과정에서 무엇에 해당하는가?
3. 진핵 세포에서 유전 정보를 가진 DNA는 핵 속에 안전하게 보관되어 있다. 그 러나 단백질 합성은 세포질에서 일어나므로 DNA의 암호는 세포질로 이동하여야 한다. 중요한 정보를 지닌 DNA가 유전 정보를 운반하기 위해 직접 핵과 세포질 을 이동한다면 DNA의 정보가 손상될 수도 있다. DNA 유전정보가 손상되지 않고 세포질로 이동하기 위해서는 어떤 방법을 사용하는 것이 좋을까?
A 형 염 기 서 열
1 A T G G C C G A G G T G T T G C G G A C G C T G G C C G G A A A A C C A A A A T G C C A C G C A C T T C G A C C T A T G 6 1 A T C C T T T T C C T A A T A A T G C T T G T C T T G G T C T T G T T T G G T T A C G G G G T C C T A A G C C C C A G A 1 2 1 A G T C T A A T G C C A G G A A G C C T G G A A C G G G G G T T C T G C A T G G C T G T T A G G G A A C C T G A C C A T 1 8 1 C T G C A G C G C G T C T C G T T G C C A A G G A T G G T C T A C C C C C A G C C A A A G G T G C T G A C A C C G T G G 2 4 1 A A G G A T G T C C T C G T G G T G A C C C C T T G G C T G G C T C C C A T T G T C T G G G A G G G C A C A T T C A A C 3 0 1 A T C G A C A T C C T C A A C G A G C A G T T C A G G C T C C A G A A C A C C A C C A T T G G G T T A A C T G T G T T T 3 6 1 G C C A T C A A G A A A T A C G T G G C T T T C C T G A A G C T G T T C C T G G A G A C G G C G G A G A A G C A C T T C 4 2 1 A T G G T G G G C C A C C G T G T C C A C T A C T A T G T C T T C A C C G A C C A G C T G G C C G C G G T G C C C C G C 4 8 1 G T G A C G C T G G G G A C C G G T C G G C A G C T G T C A G T G C T G G A G G T G C G C G C C T A C A A G C G C T G G 5 4 1 C A G G A C G T G T C C A T G C G C C G C A T G G A G A T G A T C A G T G A C T T C T G C G A G C G G C G C T T C C T C 6 0 1 A G C G A G G T G G A T T A C C T G G T G T G C G T G G A C G T G G A C A T G G A G T T C C G C G A C C A C G T G G G C 6 6 1 G T G G A G A T C C T G A C T C C G C T G T T C G G C A C C C T G C A C C C C G G C T T C T A C G G A A G C A G C C G G 7 2 1 G A G G C C T T C A C C T A C G A G C G C C G G C C C C A G T C C C A G G C C T A C A T C C C C A A G G A C G A G G G C 7 8 1 G A T T T C T A C T A C C T G G G G G G G T T C T T C G G G G G G T C G G T G C A A G A G G T G C A G C G G C T C A C C 8 4 1 A G G G C C T G C C A C C A G G C C A T G A T G G T C G A C C A G G C C A A C G G C A T C G A G G C C G T G T G G C A C 9 0 1 G A C G A G A G C C A C C T G A A C A A G T A C C T G C T G C G C C A C A A A C C C A C C A A G G T G C T C T C C C C C
<학생용 활동지>
02. 유전 암호를 연주해보자.
악보를 연주할 때 ＃은 원음에서 반음 올린 음 을, ♭은 원음에서 반음 내린 음을 연주하라는 뜻 이다. 같은 악보의 여러 음표를 연주자가 저마다 다르게 해석하여 연주한다면 결과는 어떻게 될 까?
유전 암호를 연주해보기
활동 유전암호를 이용하여 제작한 악보 연주
☼ 준비물
지난 시간에 만든 악보, 스마트폰 또는 컴퓨터 (연주프로그램)
☼ 방법
1. 각 모둠별 대표 학생이 A형 혈액형의 염기 서열을 어떻게 해독하여 악보를 제 작하였는지 설명한다.
2. 제작한 악보를 스마트 폰 또는 컴퓨터 연주 프로그램을 이용하여 연주한다.
3. 연주를 듣고 개인별로 활동지를 작성한다.
생각해보기 유전 암호의 동일성
▪각 모둠에서 발표한 연주를 듣고 생각해보자.
(1)각 모둠에서 몇 개의 염기가 하나의 음표를 지정하도록 하였는가?
(2)지난 2001년 인간 게놈의 염기서열 1차 분석이 발표됐다. 이에 따르면 게 놈의 크기는 30억 염기쌍이며 약 4만개의 단백질 정보를 갖고 있다고 한다.
DNA 염기쌍 하나의 평균 분자량이 660이고 아미노산 하나의 평균분자량이 110이라 할 때 사람의 세포에서 발견되는 단백질의 평균 분자량이 3만 3000 정도라면 인간 게놈에 들어있는 전체 정보량 중 단백질에 대한 정보 가 차지하는 비율은 얼마일까?
(3)유전 암호를 이용한 악보 제작에서 A형 염기 서열을 악보로 만들어 연주 한 결과 각 모둠의 악보는 모두 같았는가?
(4)인간 세포가 바이러스에 감염되었을 때 인간 세포에서 바이러스의 단백 질과 동일한 아미노산 서열이 만들어지는 이유는 무엇인가?
(5)진핵세포에서 아미노산을 지정하는 유전 암호는 mRNA의 3개의 염기인 코돈이다. 유전 암호가 DNA의 염기가 아닌 mRNA의 염기인 이유는 무엇인 가?
<학생용>
03. 유전암호 한 개만 바뀌었을 뿐인데..
왼쪽에 있는 보기 흉한 적혈구는 산소를 운반하는 단 백질인 헤모글로빈에 결함이 있어서 생긴 것이다. 이 적혈구는 폐와 같이 산소가 풍부한 곳에서는 세포의 구 조와 기능이 정상이지만 움직이는 근육에서와 같이 산 소 수준이 낮아지게 되면 적혈구가 낫모양으로 찌그러 져 혈액순환에서 이상을 초래한다. 이런 적혈구는 무엇 때문에 생길까?
다양한 염기서열 연주하기
해보기 A형, B형의 염기 서열 연주하기
☼ 준비물
컴퓨터, A형, B형 혈액형 염기서열 용지, 코돈 플레이어 프로그램, A형, B형 혈액형 염기서열 파일
1. 각 모둠별로 A형, B형 염기 서열 용지와 컴퓨터에 A형, B형 염기 서열 파일 (txt파일), 코돈플레이어 프로그램이 설치되어 있는지 확인한다.
2. A형 모둠에서는 A형 염기서열 파일을 열어 781번 염기부터 24개의 염기(GAT TTC TAC TAC CTG GGG GGG TTC)를 복사하여 메모장에 붙인 후 A_1.txt로 저장한다.
B형 모둠에서는 B형 염기서열 파일을 열어 781번 염기부터 24개의 염기(GAT TTC TAC TAC ATG GGG GCG TTC)를 복사하여 메모장에 붙인 후 B_1.txt로 저장한다.
3. 코돈 플레이어 프로그램을 실행하고 재생 속도를 700으로 조절한다.
4. A형 모둠에서 먼저 A_1.txt을 열어 동시에 플레이 버튼을 눌러 연주를 실행한 다.
이어 B형 모둠에서 B_1.txt을 열어 동시에 플레이 버튼을 눌러 연주를 실행한 다.
해보기 A형 염기 서열 해독 시 시작 염기 바꿔 연주하기
1. 각 모둠에서는 A형 염기서열 파일에서 1번부터 30개의 염기를 복사하여 메모 장에 붙인다.
2. 1모둠은 1번부터 21번까지 21개의 염기를 txt파일로 저장한다.
2모둠은 첫 번째 염기(A)를 삭제한 후 21개의 염기만을 두고 나머지 염기는 삭 제한 후 파일을 저장, 3모둠은 첫 번째(A)와 두 번째(T)염기를 삭제한 후 21개 의 염기만을 저장하는 방식으로 각 모둠은 자기 모둠의 번호에 해당하는 염기 를 시작으로 21개의 염기가 연주될 수 있도록 염기를 적절하게 삭제한 후 파일 로 저장한다.
3. 코돈 플레이어를 실행한 후 1모둠부터 자기 컴퓨터에 저장된 파일을 불러 연주 를 시작하여 마지막 모둠까지 자기 모둠의 파일을 연주한다.
생각해보기 폴리펩타이드 사슬의 시작을 지시하는 신호
▪ A형, B형 염기서열 연주하기
(1)염기 서열이 달라지면 지정하는 음표가 다른가? 달라지지 않는 경우가 있다면 그 이유는 무엇인가?
(2)유전 암호가 달라져 지정되는 아미노산이 달라지면 궁극적으로 어떤 변 화가 생길까?
▪ A형 염기 서열 시작 염기 바꿔 연주하기
(1)시작점을 달리하여도 유전 정보의 해독 결과는 같은가?
(2)동일한 염기 서열의 유전정보가 동일하게 해독되기 위해서는 어떤 조건 이 필요할까?
유전 암호 한 개만 바뀌었을 뿐인데...
해보기 DNA 염기를 삽입, 결실, 치환한 후 연주하기
1. A형 염기 서열 파일을 열어 1번부터 24개의 염기를 복사하여 메모장에 붙여 txt 파일을 만든다.
2. 1모둠은 A형 염기 서열의 txt파일에서 1번과 2번 염기 사이에 A를 삽입하고 파일을 다른 이름으로 저장한다.
3. 2모둠은 1과 같은 방법으로 1번과 2번 염기 사이에 T를 삽입하고 파일을 다 른 이름으로 저장한다.
4. 3모둠은 같은 방법으로 염기 G와 C를 삽입하고 파일을 다른 이름으로 저장 한다.
5. 4모둠은 1번째 염기인 A를 삭제(결실)한 후 파일을 다른 이름으로 저장한다.
6. 5모둠은 3번째 염기인 G를 A로 바꾼 후 파일을 다른 이름으로 저장한다.
7. 파일 저장이 끝났으면 1모둠부터 차례로 코돈플레이어를 실행하여 자기 모둠 의 파일을 연주한다.
생각해보기 유전자 돌연변이
▪A형 염기 서열을 이용하여 DNA염기 일부를 삽입, 결실, 치환한 후 해 독하여 연주해보고 그 결과를 비교해보자.
(1)활동 결과를 토대로 하여 모든 돌연변이는 형질 발현에 영향을 주는 지 생각해보고 그렇게 생각한 이유를 적어보자.
(2)DNA상에서의 염기 변화인 삽입과 치환 중 어떤 것의 변화가 형질 발 현에 더 큰 영향을 주는가?
▪다음은 정상 적혈구와 낫모양 적혈구의 헤모글로빈을 구성하는 β 사 슬의 5번째 아미노산인 프롤린에서부터 7번째 아미노산인 글루탐산까지 의 유전 암호를 나타낸 것이다.(단, β 사슬의 5번째 이전과 8번째 이후 의 아미노산 순서는 모두 같다.)
구분 정상 적혈구 낫모양 적혈구
DNA의 염기 배열 일부
3′… GGA CTC CTC … 5′
5′… CCT GAG GAG … 3′
3′… GGA CAC CTC … 5′
5′… CCT GTG GAG … 3′
mRNA 5′… CCU GAG GAG … 3′ 5′… CCU GAG … 3′
헤모글로빈 β 사슬의 6번째 아미노산
프롤린-글루탐산-글루탐산 프롤린-발린-글루탐산
낫모양 적혈구 빈혈증의 원인은 무엇인가?
<학생용>
04. 유전자 치료 어떻게 하지?
몸이 아플 때에는 주사기를 이용해 약물을 주입 한다. 유전자에 결함이 있어 정상 형질이 나타나지 못할 때에는 어떻게 치료할 수 있을까?
유전자 치료의 윤리적 문제
▪ 다음은 중증복합면역결핍증(SCID)에 걸린 환자를 대상으로 유전자 치료가 이루 어졌던 두 가지 사례를 조사한 것이다.
▪ 사례 1
SCID를 앓고 있는 4세의 여자아이 아산티 데실바는 ADA 결핍으로 어린 시절 내내 병과 싸우며 보냈다. 그러나 1990년 골수 세포를 추출하여 ADA 를 생산하는 정상 유전자를 주입한 후 골수에 넣어 주는 의료역사상 최초 의 유전자 치료를 받으면서 면역성이 회복되었다. 당시 시술한 의료진은 이 여자아이의 세포 중 30%가 ADA 정상 유전자를 갖고 있는 것을 확인하였 다. 아산티 데실바는 이제 친구들과 극장도 가고, 농구도 할 정도로 건강한 25세 아가씨로 성장했다.
▪ 사례 2
2002년 프랑스에서는 일명 ‘버블보이 병’이라 불리는 SCID를 앓고 있 는 7명의 어린이를 아산티 데실바와 같은 방법으로 유전자 치료를 하였다.
2년 후 이들 중 대부분은 증상이 매우 호전되었다. 그러나 2명의 어린이는 백혈병이 발생하였는데, 이것은 DNA 운반체인 바이러스가 혈액 증식과 관 련된 유전자 주위에 삽입되었기 때문이다.
토론 유전자 치료와 윤리적 문제
▪ 유전자 치료에 대한 두 가지 사례로부터 찬성하는 글과 반대하는 글에서 주 장의 근거로 제시한 내용을 각각 요약한다.
(1) 찬성하는 글 요약
(2) 반대하는 글 요약
▪ 만약 내가 유전병 환자일 경우 유전자 치료를 받을 것인지에 대해 자신의 입 장을 정하고 근거를 제시하여 보자.
▪ 유전자 치료에 사용된 기술을 사람의 형질을 바꾸는데 이용한다면 어떤 윤리 적 문제가 발생할 수 있는지 브레인라이팅 방법을 활용하여 생각해보자.
이름 평가 기준 이유
<학생용>
어떻게 하면 건강하게 생활할 수 있을까?
고등학교용
여자가 운동을 많이 헐크처럼 될까요?
팔, 다리가 굵어지면 어떡하지?
안 그래도 팔, 다리가 굵은데 운동을 해서 팔이나 종아리 근육이 더 생기면 어떻게 해요?” 라고 걱정하는 여성들이 많이 있습니다. 정말 여성이 운동을 많이 하면 팔, 다리가 남성처럼 굵어질까요?
근육과 운동 원리에 대해 알아보고 체형에 맞는 운동 방법을 설계해보자.
01. 닭발, 어떻게 움직일까?
안 그래도 다리가 굵은데 하체운동을 해서 종아리 근육이 더 생기면 어떻게 해요?” 라고 묻는 사람들 이 많습니다. 하지만 걱정 마세요! 근육이 그렇게 쉽 게 생긴다면 누구나 역도 국가대표 선수가 될 수 있 을 겁니다. 그럼에도 헬스클럽에서 웨이트트레이닝 을 하는 여성분들이 종아리가 굵어졌다고 호소하는 이유는 무엇일까요?
그 이유를 알아보기 전에 먼저 닭발의 움직임을 통 해 운동에 원리에 대해 알아봅시다.
닭발 움직여보기
실험 닭발을 움직여 보자.
☼ 실험목표
1. 닭발의 움직임을 관찰할 수 있다.
2. 닭발을 움직이는 근육에 대해 호기심을 갖는다.
☼ 실험 시 유의사항
1. 칼을 사용하여 닭발의 피부를 벗길 때 손을 다치지 않도록 주의한다.
2. 면장갑을 끼고 칼을 다룬다.
☼ 지도 시 주의사항
1. 닭발을 만질 때 비닐장갑을 끼고 만질 수 있도록 한다.
2. 냄새가 심할 경우 마스크를 쓰도록 한다.
3. 사용한 닭발은 음식물 쓰레기통에 버리거나 땅에 묻도록 한다.
☼ 실험 준비물
칼, 닭발, 롱로오즈, 수술용 장갑, 해부접시, 면장갑, 메스
☼ 실험방법
1. 닭발의 끝 부분 피부를 칼로 잘 라 벗겨 낸다. 속에 있는 흰색의 스프링 같은 힘줄이 보일 수 있도 록 한다.
2. 메스로 뼈에 붙은 힘줄과 근처 에 있는 근육을 떼어 놓는다.
3. 손으로 힘줄을 잡아당기며 다리 와 발가락의 움직임을 관찰한다.
교사 지도 Tip
▪ 힘줄이 손으로 잘 당겨지지 않을 때는 롱로오즈를 사용한다.
☼ 실험 결과 및 토론
1. 살아 있는 동물에서 힘줄을 잡아당기는 것은 무엇일까?
2. 살아 있는 동물에서 실제로 힘줄을 잡아당기는 것의 생김새를 간단하게 그려 보자.
예 측 힘줄은 어떻게 당겨지는 것일까?
살아 있는 동물에서 실제로 힘줄은 어떻게 당겨지는 것인지 글과 그림으로 간단하게 나타내 보자.
근수축의 원리
관찰해보기 근 수축이 할 때 근육 원섬유 마디의 변화 는 왜 생기는 것일까
▪ 아래 그림은 근 수축할 때 생기는 근육 원섬유 마디의 변화를 전자현미경으로 관찰한 것이다.
☼ 관찰 결과 및 정리
1. A대, H대, I대는 어떤 특징을 나타내는가?
2. 근육 원섬유가 수축하면 A대, H대, I대의 길이는 각각 어떻게 변하는가?
3. 근육 원섬유가 수축할 때 근육 원섬유 마디가 짧아지는 이유를 설명해 보자.
설계해보기 근수축 활주설 모형
▪ 근수추 활주설을 쉽게 설명할 수 있는 모형을 설계하여 보자.
02. 흰 근육과 빨간 근육은 무엇이 다를까?
참치회를 보면 같은 참치에서 나온 것인 데도 부위별로 색이 다른다. 왜 그런 것 일까?
근육의 색
▪ 사람의 피가 붉게 보이는 이유는 무엇일까요?
▪ 소고기를 보면 근육이 붉게 보이는 데 이유는 무엇일까요?
▪ 다음은 여러 동물들의 근육이다. 흰색을 띠는 근육과 붉은 색을 띠는 근육은 어느 것이 며 순간적으로 빠른 운동을 하는 근육과 지속적으로 느린 운동을 하는 근육은 각각 어 떤 색일까?
흰 색 붉은 색
근육 부위
운동 속도
운동 상태와 근육의 종류
예 측 지극과 속근 중 어느 것이 더 많을까?
▪ 다음 동물의 골격근에는 지근과 속근 중 어느 것이 더 많을까? 그렇게 생각한 이유를 적 어보자.
근육의 종류 이유
치타 소 거북 돌고래
▪ 다음 운동선수의 골격근에는 지근과 속근 중 어느 것이 더 많을까? 그렇게 생각한 이류 를 적어보자.
근육의 종류 이유
100m 선수
마라톤 선수
높이뛰기 선수
경보 선수
03. 건강하게 생활하려면 !
활동력이 약하던 근육을 갑자기 과하게 사용하면 일시적인 근육쇼크 상태로 돌입하는데, 근육이 뭉 치고 딱딱해지고 부을 수는 있는데 이것을 보고 종 아리가 굵어졌다고 생각할 수 있습니다. 이렇게 뭉 치고 딱딱해진 근육은 남자의 경우1개월, 여자의 경우3개월까지 갈 수 있습니다. 그래서 이런 일을 예방하기 위한 준비 운동과 자신의 몸 상태에 맞는 운동이 필요한 것입니다. 그러면 이제부터 자신의 몸 상태를 고려한 운동 방법을 구성해봅시다.
체형 그리기
▪ 내가 원하는 체형 그려 봅시다.
▪ 그려 놓은 체형에 발달시켜야 할 근육 부위와 근육의 종류를 적어 보세요.
운동 방법 구상
▪ 건강관련 체력이란?
건강 관련 체력이란 일상생활을 영위하는 데 최소한 갖추어야 할 체력을 말한다. 이러한 건강관련 생활 체력은 큰 피로감 없이 적극적으로 작업활동에 종사할 수 있는 능력뿐 아 니라 취미 생활이나 레크레이션 활동에 참여하고 불의의 사태에 대처할 수 있는 능력도 포함하고 있다.
▪ 건강관련 체력 요소는 근력, 지구력 그리고 순발력과 유연성을 기반으로 하고 있다.
설 계 나에게 맞는 운동 방법
▪ 목표 심박수는 운동 강도의 지표이므로 다음 방법으로 자신의 목표 심박수를 계산해 보 자.
가. 220에서 나이를 뺀다.
최대 심박수 = 220-나이 =
나. 최대 심박수 대비 목표 심박수의 비율을 정한다. 목표 심박수의 적절한 비율은 60%~80%이다. 목표 심박수의 단위는 분당 심박수이다.
최대 심박수 × 목표 심박수 비율 =
▪ 속근을 발달시키는 운동 방법을 선택하고 운동 강도와 운동 빈도를 정해 보자.
운동 방법 운동 강도 운동 빈도
▪ 지근을 발달시키는 운동 방법을 선택하고 운동 강도와 운동 빈도를 정해 보자.
운동 방법 운동 강도 운동 빈도
<학생용>
어떻게 하면 김치를 안전하게 운송할 수 있을까?
고등학교용
안전한 김치 운송 방법
택배 회사의 고민
택배 회사의 고민
요즘 택배 회사에 큰 고민이 생겼습니다. 시골에 사시는 부모님
들이 대도시에 사는 자녀들에게 겨울철 먹을거리로 맛있게 담근
김장 김치를 택배를 통해서 보내고 있는데 김치가 운송도중 폭발
하는 사고가 급증하고 있기 때문입니다. 또 폭발하지는 않더라고
김치 고유의 냄새가 다른 택배 물건에 묻거나 베이게 되어 소비
자들의 항의가 커지고 있기 때문입니다. 부모님들이 정성을 다해
담근 맛있는 김치는 안전하게 배송하는 방법은 없을까요?
01. 알코올 발효
알코올 발효의 비밀을 풀어봅시다.
실 험
알코올 발효를 실험으로 확인해보아요.☼ 실험목표
1. 알콜 발효의 원리를 이해할 수 있다
2. 효모가 산소가 없는 상태에서 당을 분해하여 어떤 물질을 만드는지 말할 수 있다.
☼ 실험 시 유의사항
1. 맹관부에 기포가 들어가지 않도록 한다.
2. 건조 효모를 가급적 새 것을 사용한다.
☼ 지도 시 주의사항
1. 건조 효모를 사용할 경우 따뜻한 증류수에 녹여 사용한다.
2. 용액을 뽑아낼 때 맹관부로 공기가 들어가지 않도록 주의한다.
최근 CEO들이 읽는 만화책이라는 입소문을 타고 급속히 번지고 있는 신의 물방울이란 책이 있다.
여기서 신의 물방울은 포도주를 뜻 한다.
포도를 병속에 넣고 뚜껑을 닫아 두면 포도주가 만 들어지는데 이것은 알코올 발효가 이루어졌기 때문 이다.
알코올 발효 결과 무엇이 만들어지는 알아보자.
☼ 실험 준비물
생 효모, 10% 포도당 용액, 10% KOH용액, 솜, 유리막대, 스포이트, 시계, 큐네 발효관, 항온기, 비커, 깔대기, 증류수
☼ 실험방법
생
1. 10% 포도당 용액 50mL에 생 효모 6g을 넣고 유리 막대로 저어준다.
2. 효모가 들어 있는 포도당 용 액을 발효관에 채운다.
3. 입구를 솜 마개로 막고 큐네 발효관을 세운 다음 큐네 발 효관을 40℃ 항온기에 넣은 다음 맹관부의 눈금을 5분 간 격으로 읽는다.
4. 솜 마개를 빼고 냄새를 맡아 본 다음, 팽대부의 용액을 덜 어낸다.
5. 10% 수산화칼륨(KOH) 용액 5mL를 첨가한다.
6. 맹관부를 약간 기울인다.
☼ 실험 결과 및 토론
1. 시간에 따른 기체 발생량의 변화를 표와 그래프로 나타내어 본다.
시 간 0 5 10 15 20
기체 발생량
기 체 발 생 량 (mL)
0 5 10 15 20
시간(분)
2. 냄새를 맡은 결과 무엇이 생성되었음을 알 수 있는가?
3. 수산화 칼륨(KOH) 용액을 넣는 이유는 무엇인가?
4. 맹관부 기체와 이 용액의 접촉면을 크게 하는 이유는 무엇인가?
예 상 배추로 김치를 담그면 어떤 변화가
일어날까?
02. 김치를 만들어 보아요.
사우어크라우트, 오이피클, 요구르트의 공 통점은 무엇일까? 사우어크라우트는 독일 전통 음식으로 양배추를 절인 음식이고, 오이피클은 오이를 절인 음식이다. 그리 고 요구르트는 우유를 젖산 발효시킨 식 품입니다. 이들 세 음식의 공통점은 바로 발효 식품이라는 것이다. 우리나라에는 발효 식품이 다양한데 이번 시간에는 대 표적인 발효식품인 김치를 만들어 보고 김치에 숨어 있는 과학 원리를 알아보자.
김치 만들기
실 험
김치의 숙성 과정을 관찰해보아요.☼ 실험목표
1. 김치를 만들 수 있다.
2. 김치가 숙성될 때 나타나는 변화를 말할 수 있다.
☼ 실험 시 유의사항
1. 고추를 만지고 난 다음에는 반드시 손을 깨끗이 씻어 고추의 매운 성분이 눈에 닿지 않도록 한다.
2. 페트병을 자를 때 손을 다치지 않도록 주의한다.
☼ 지도 시 주의사항
1. 김치가 숙성되는 데 3일~2주 정도가 걸린다.
2. 배추는 항상 소금물에 잠겨 있도록 한다.
☼ 실험 준비물
1.5L 페트병 1개, 지름 9㎝의 플라스틱 원판 1개, 배추 1통, 고추가루 약간, 마늘 약간, 소금 20g, pH 측정지 1통, 칼, 가위
☼ 실험방법
1. 상표를 제거한 페트병의 윗 부분을 자른다.
2. 배추, 마늘, 고추를 조금씩 넣고 소금을 뿌린다. 병이 가득 찰 때까지 이런 식의 작업을 반 복한 다음 소금이 고르게 퍼져 배추의 숨이 죽도록 플라스틱 원판을 덮고 단단히 누른다.
3. 마요네즈나 잼 병 같이 약간 무게가 나가는 것이나 빈 병에 물을 채워 올려놓는다. 3일~2주 동안 매일 관찰하고, pH의 변화 도 측정한다.
☼ 실험 결과 및 토론
1. 시간에 따른 pH의 변화를 표와 그래프로 나타내어 본다.
시간(일) 0 1 2 3 4
기체 발생량
pH
0 1 2 3 4
시간(일)
2. 소금물 표면에 공기방울이 맺히는 것을 볼 수 있는가? 이 기체는 무 엇일까? 그렇게 생각한 이유를 적고 확인할 수 있는 방법을 생각해 보자.
03. 택배 회사의 고민
우정사업본부가 '김장 김치 폭발 사고'로 진땀을 흘리고 있다. 김장철이 막바지에 접어들면서 김장 김치 택배 의뢰 건이 크 게 늘었지만 비닐 포장 등이 중간에 터지 는 일이 잇따르고 있기 때문이다.
대부분 시골 및 도시의 부모가 김장 김치 를 담근 뒤 이를 비닐로 싸 맞벌이 자녀 에게 택배로 부치는 경우가 많은데, 전달 도중 김치가 익으며 발생한 가스로 비닐 봉투가 파손되기 때문이다.
김치를 운송할 때 생길 수 있는 문제 발견하기
▪ 김치가 숙성될 때 나타나는 변화를 관찰하였는가? 관찰한 것을 발표해보자.
▪ 김치를 보관하거나 운송할 때 곤란한 일을 당한 경험이 있나요? 김치를 보관하거나 운 송할 때 어떤 문제가 생길 수 있을까요? 다음과 같은 방법으로 김치를 보관하거나 운송할 때 생길 수 있는 문제를 찾아 적어보자.
이 름 김치 포장 상태 발생한 문제
모둠원 1 홍길동 비닐로 한겹 포장했다. 비닐이 터져 김치 국물이 흘
러나왔다.
모둠원 2
모둠원 3
모둠원 4
모둠원 5
모둠원 6
설 계 택배회사의 고민 해결하기
☼ 김장 김치를 운송할 때 생길 수 있는 문제를 해결할 수 있는 방법을 설계한 다음 시골 부모님들이 쉽게 따라할 수 있도록 만화 형식으로 표 현해보자.
