생명 기술의 세계
-02 생명 기술의 활용
생명 기술의 활용
학습목표
생명기술의 원리를 이해하고 생명기술이 우리 생활 다양한 분야에 미치는 영향을 설명할 수 있다.
도입
생각해 봅시다.
영화 '아일랜드'를 통해 알 수 있는 인간에게 어떠한 영향 있을지 생각해 보고, 생명 기술의 원리와 다양한 이용 분야에 대해 알아보자.
전개
- 생명 기술의 원리
① 핵 이식 기술(= 핵 치환 기술) : 우수한 생명체의 세포에서 핵을 꺼내어 핵이 제거된 난자에 집어넣는 기술
우수한 형질의 생명체나 멸종 위기 동물의 종족 보존과 번식이 가능해짐.
동물을 통한 이식용 장기를 만드는 방법도 연구 중임.
② 유전자 재조합 기술: 특정 유전자를 추출한 후, 다른 생물체의 유전자를 붙여 넣어 새로운 유전자를 만드는 기술
유전자 전체를 조작하지 않고도 필요한 특성을 가진 유전자를 얻을 수 있음.
의약품의 대량 생산, 유전자 변형 생물체(GMO) 개발, 병충해에 강한 작물 개발, 환경 오염 물질 분해 미생물 개발, 유전병 치료 등에 기여함.
③ 세포 융합 기술: 서로 다른 세포를 융합하여, 두 성질을 모두 가지는 하나의 새로운 세포를 만드는 기술
식물 세포는 효소를 이용해 세포벽을 제거한 후 세포를 융합함. 예) 포마토
동물 세포는 세포벽이 없어 융합이 간단하지만 두 생물의 형질이 어느 정도 유사해야 함. 예) 단클론 항체(질병 진단, 암 치료 등에 사용)
④ 조직 배양 기술: 생명체 조직의 일부나 세포를 분리하여 인공적 환경에서 배양, 분화, 증식하는 기술
한 개의 세포에서 유전 형질이 같은 개체를 대량으로 얻을 수 있음.
식물의 생육 조절이 가능하고, 유용한 식물을 증식하기 위해 많이 이용됨.
유용 식물의 증식, 종묘의 개발과 생산, 식물의 화분 배양, 종자의 질병 진단, 씨로 번식이 힘든 식물이나 멸종 위기의 식물 번식 등에 사용
2. 생명기술의 활용
생명기술의 활용 분야: 농업 및 식량 분야, 의료 분야, 환경과 에너지 분야 등
① 농업 및 식량 분야
미래 식량 부족 예상 - 세계 인구 증가, 농지 확대 어려움, 바다 식량 자원 고갈 등이 원인
대체 식량 확보, 수확량 증대, 기능성 식품 개발 등의 연구가 활발히 이루어짐.
식물 공장, 합성 우유, 식용 곤충, 배양육 등
② 의료 분야
정보 통신 기술과의 융합으로 U-헬스 케어 시대 도래
유전자 치료로 선천적 질병이 사라지고, 개인 맞춤형 치료 가능
손상된 신체 조직이나 장기의 재생 가능
정밀 로봇이나 나노 기술을 이용한 수술이나 치료법 상용화
의료 기기 소형화, 인공 장기 이식 기술 발달
의료용 웨어러블 기기, 나노 로봇, 유전자 치료제, 바이오칩, 바이오 프린팅, 인공 장기
③ 에너지 분야
지구 온난화, 대기 오염, 에너지 자원 고갈 등과 관련하여 바이오 에너지에 대한 관심이 높아짐.
바이오 에탄올, 바이오 디젤, 바이오 부탄올, 바이오 가스 등
④ 환경 분야
토양 중의 미생물에 의해 쉽게 분해되는 생분해성 플라스틱 생산
식물을 활용한 환경 개선과 미생물을 활용한 수질 정화
3. 생명 기술이 개인과 사회에 미치는 영향 및 대책
① 생명 기술의 긍정적인 영향
㉠ 친환경 제품이나 미생물을 이용하여 오염된 환경 복원
㉡ 바이오 에너지의 생산 및 사용
㉢ 질병을 미리 진단하고 치료
㉣ 인공 장기 개발로 장애 극복
② 생명 기술의 부정적인 영향
㉠ 의약품의 남용으로 약품 개발이나 실험 중 변이 발생
㉡ 유전자 변형 작물의 안전성 검증 부족
㉢ 복제 인간에 대한 사회 문제 발생
㉣ 슈퍼 해충, 슈퍼 잡초 등의 등장으로, 생태계 순환 구조 파괴