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2-VI 생명기술과 지속 가능한 발전(내용 정리)
ㆍ분류: 생명기술

1. 생명 기술의 세계
(1) 생명 기술과 시스템
1) 생명 기술의 의미와 특성
0. 생명 기술: 생명체를 새로운 형태로 변형시키거나 생명체를 이용하여 유용한 생물을 만드는 기술(의약품 생산, 품종 개량 등)
0. 분야: 의약 분야, 농축산 분야, 식품 생산 분야, 첨단 기술 분야(바이오 장기, 생명 복제, 유전 공학 등) - 인간의 삶 개선 및 생명 연장 기대
0. 생명 기술의 특징
- 살아 있는 생명체를 대상으로 한다.
- 대상과 활용 분야가 넓다.
- 실용화하기 쉽다.
- 부가가치가 매우 높다.
- 친환경적이다.
- 다양항 학문, 기술 영역과 융합한다.
2) 생명 기술 시스템
0. 생명 기술 시스템의 정의: 생명 기술과 관련된 기술적 문제를 해결하는 데 필요한 다양한 요소를 모아 구성한 것.
0. 생명 기술 시스템의 구성 요소: 투입, 과정, 산출, 되먹임
- 투입: 사람, 재료, 정보, 도구 및 기계 등
- 과정: 투입 된 재료에 생물학적 처리
• 유전자 재조합: 서로 다른 유전자 분리 → 다른 세포에 삽입
(인터페론, 인슐린 등의 의약품이나 사람의 유전자 이식 생산, 석유 생산)
• 세포 융합: 세포막 제거(서로 다른 형질) → 세포 융합(양쪽 성질,형태 포함)
(Pomato, 맞추, 무추 등 - 1개의 세포 내 2개의 핵 존재 : 자연적인 수정도 해당)
(역사 - 1975년 밀스타인) - 동물에 연구 시 윤리적 문제 발생
• 조직 배양: 생장점 분리 → 인공 배지(배엑스, 백혈구, 지라엑스)에서 배양 → 새로운 개체 육성(성장과 증식 탐구 : 채소류, 화초류의 모종 생산이나 품종 육성에 이용 - 씨감자, 마늘)(세포 → 세포 집단, 작은 기관, 식물 조직 배양 등)(역사 - 개구리 신경 조직 배양 후 성장 : 1907년 R.G.헤리슨)
• 세포 배양 : 세포 배양(인공 배지) → 대량 증식 또는 독립 개체로 재생 (천연 색소의 생산)(역사 - 당근 세포로 당근 개체 획득 : 1958년 F.C.스튜워드)
• 핵치환: 세포의 핵 제거 --> 우수 성질의 핵 이식,복제(우량 가축의 복제 : 돌리, 한우, 인간)(복제 연구) - 동물에 연구 시 윤리적 문제 발생
• 발효: 미생물이 가진 효소로 유기물을 분해하여 유용한 물질 생성(김치, 된장, 치즈, 젓갈, 식혜, 빵 발효 등)
- 산출: 발효 식품, 의약품, 복제동물, 융합 작물, 형질 전환 작물 등
- 되먹임: 원하는 제품 생산이 되지 않았을 경우 전 과정에서 재투입

(2) 생명 기술의 발달
1) 초기의 생명 기술
0. 육종 기술과 발효 기술의 이용: 미생물을 이용한 발효 기술
0. 세포와 미생물의 발견
• 로버트 훅의 현미경 발명으로 세포 발견, 안톤 판 레이우엔훅 미생물 발견
• 천연두 백신 개발: 18C초 에드워드 제너가 우두 이용
• 페니실린 개발: 20C초 알렉산더 플레밍이 발견(박테리아로 질병 치료 가능)
- 유전 물질과 유전자 구조의 발견: 유전자 배열과 DNA 이중 나선 구조 발견
• 19C 그레고르 멘델 유전자 존재 확인(완두 교배 실험)
• 1903년 월터 서턴이 유전인자 확인(염색체 상에 존재)
• 토머스 모건이 유전자라는 용어 처음 사용(염색체 위에 존재)
• 1953년 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭이 DNA 이중 나선 구조로 증명
0. 생명 기술의 발달 순서: 관찰 및 경험 → 백신의 발명 → 세포의 발견 → 유전자 존재 확인 → DNA 이중 나선 구조 발견 → 인간 게놈 프로젝트 → 유전자 치료
2) 현대의 생명 기술과 미래 전망
0. 유전자 재조합 기술: DNA 일부를 원하는 특성의 DNA로 교체
• 제한 효소: DNA의 특정한 염기 서열을 식별하고 이중 나선 사슬을 절단하는 효소
• 연결 효소: 에너지를 이용하여 두 개의 분자를 결합하는 효소(리가아제)
0. 핵치환 기술: 체세포의 핵을 꺼내어 난자에 이식해 생물체를 복제하는 기술
0. 인간 게놈 프로젝트: 인간의 염기 서열을 분석해 유전자 지도를 만드는 프로젝트(유전자 검사, 유전자 치료에 활용)
0. 줄기 세포: 다양한 조직으로 자랄 수 있는 만능 세포(배아 줄기 세포, 성체 줄기 세포, 역분화 줄기 세포로 분류)

(3) 생명 기술과 사회
* 생명 기술 분류
0. 생물 이용 기술
- 유전 정보 이용 기술: 유전자 재조합, 세포 융합, 핵치환, 핵 난자 배 조작
- 증식능 이용 기술: 대량 조직 배양, 생물 자원
- 생체 성분 이용 기술: 생물 반응기, 바이오 센서
0. 생물 모방 기술
- 생체 성분 모방 기술: 바이오 케미칼, 인공 지능
- 생체 기능 모방 기술: 바이오 닉스, 바이오 메카닉스
1) 생명 기술의 활용
0. 농축산업 분야
- 육종을 통한 품종 개량
- 세포 융합, 유전자 재조합 등의 생명 기술을 이용한 새로운 형질의 품종 개량
- 특정 성분 포함(칼슘 우유, 색깔 누에고치, 황금쌀), 질병 예방(항암 우유), 병충해, 농약 내성 작물(슈퍼 김)
0. 에너지와 환경 분야: 에너지로 활용, 오염 방지 및 제거 식물 개발
- 에너지 분야: 미생물 연료 전지를 이용해 전기 생산, 생물체나 유기물을 이용한 바이오 에너지
- 환경 분야: 미생물과 조류를 이용한 환경 정화, 옥수수 등을 이용한 바이오 플라스틱 개발(석유 분해, 중금속 흡수, 매연 분해, 독성 물질 흡수 및 분해 등)
0. 의료 분야: 질병 치료와 예방
- 의약품, 바이오 장기, 줄기 세포를 이용한 질병 치료
- 장기 기증자 전 인공 장기, 면역력 높은 생체 장기 생산 이식, 생체 장기 3D프린터 활용 인쇄 생산, 피부 이식, 생체칩(윤리 문제 발생)
* 헬스 케어: 기존의 치료 부문 의료 서비스에 질병 예방과 관리 개념을 합친 전반적인 건강 관리 분야
0. 생명 기술의 융합
- 바이오닉스: 생명 기술+메커트로닉스(기계, 전기, 전자), 손상된 신체와 로봇의 결합
- 스마트 헬스 케어, 원격 진료: 생명 기술+정보 통신 기술, 센서를 활용하여 건강 체크
- 생물체의 형태나 움직임을 본뜬 로봇, 인간의 뇌 학습 방법을 본뜬 인공 지능 발전 활용
2) 생명 기술의 발달과 영향
0. 긍정적 영향: 질병 치료 예방, 에너지 생산과 환경 문제 해결
0. 부정적 영향
- 인간 경시 풍조, 생태계 파괴, GMO 안전성 문제 발생
- 생명의 빈익빈 부익부 현상 발생(기술 혜택 대상)
0. 바람직한 태도
- 연구자(개발자): 윤리 의식, 올바른 활용 방안 고민 필요
- 기업: 윤리 의식, 이윤을 이유로 부정적 활용 금지, 유전자 변형(GMO) 동식물 유입 차단 노력
- 국가: 제도, 법규 마련 및 통제, 감시 역할 철저

2. 적정 기술과 지속 가능한 발전
(1) 적정 기술과 지속 가능한 발전의 이해
1) 적정 기술의 이해
0. 적정 기술의 개념: 사회 공동체의 정치적, 문화적, 환경적 조건을 고려해 해당 지역에서 지속적인 생산과 소비를 할 수 있도록 만들어진 기술
- 주로 기술, 경제적으로 낙후된 지역, 소외된 계층을 배려한 기술이 많음
- 오염된 물 및 물부족 지역, 에너지가 부족하고 낙후된 지역
- 적정한 기술 수준과 적은 비용, 편리한 사용 방법으로 해결
0. 적정 기술의 활용
- 라이프 스트로: 휴대용 개인 정수기(오염 물징 99% 제거)
- 라이프라인 라디오: 손잡이 회전식 또는 태양 전지 충전식 라디오
- 머니 메이커 펌프: 발로 밟아서 물을 끌어 올리는 장치
- 와카워터: 대나무 뼈대와 그물로 만든 물 모음 장치(일교차 이용)
0. 적정 기술의 조건
- 적은 비용으로 만들 수 있어야 한다.
- 가능하면 현지에서 쉽게 구할 수 있는 자원을 사용한다.
- 크기는 적당하고 사용 방법은 간단하여야 한다.
- 전문 지식이 없어도 쉽게 이용할 수 있어야 한다.
- 재생 가능한 에너지와 자원을 활용한다.
- 현지의 기술과 노동력으로 만들 수 있어야 한다.
- 윈도 소켓, 촛불 LED 램프, 회전식 손전등, 흔드는 충전지 등
2) 지속 가능한 발전의 이해
0. 지속 가능한 발전의 개념: 제한된 자원 속에서 환경을 보존하면서 현재와 미래 세대가 함께 필요를 충족하면서 지속적으로 경제를 성장시킬 수 있는 발전 방향
0. 기속 가능한 발전과 기술: 경제 성장, 환경 보존, 사회 정의를 실현할 수 있음.
0. 환경오염, 과대 포장, 에너지 낭비 등 해결
0. 자원 소비 절감, 폐기물 절감 또는 재활용, 자연과 조화로운 생활 노력 필요

(2)적정 기술 문제의 창의적 해결