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대뇌는 좌뇌와 우뇌로 나눠져 있으며 그 사이에는 다리역할을 하는 ‘뇌량’이 있다.
좌뇌와 우뇌는 각각이 처리한 정보를 뇌량을 통해 서로 교환한다.
정확한 언어표현을 하기 위해서는 이런 정보교환이 필수적이다.

Q1다음 제시문을 읽고 물음에 답하라.

(가) 대뇌는 좌우 두개의 반구로 나눠져 있으며 표면에는 주름이 많아 표면적이 매우 넓다. 대뇌의 대부분의 기능은 피질부가 담당하고 있다. 대뇌 피질에는 뇌기능의 각종 중추들이 모여 있는데, 기능에 따라 감각령, 운동령, 연합령으로 구분한다. 감각령은 감각기로부터 오는 정보를 받아 감각을 일으키며, 운동령은 골격근의 수축으로 일어나는 수의 운동을 담당한다. 연합령은 감각령에 들어온 정보를 종합, 분석, 판단해 필요한 명령을 운동령에 전달한다. 연합령은 고도의 정신 활동이 일어나는 영역이기도 하다.
- 고등학교 생물1 교과서

(나) 눈에서 인식한 시각정보는 뇌의 양쪽으로 각각 보내진다. 오른쪽 시야에 있는 시각정보는 왼쪽 뇌로 가고, 왼쪽 시야에 있는 시각정보는 오른쪽 뇌로 간다.

(다) 1968년 미국 캘리포니아 기술연구소의 로저 스퍼리 박사는 좌뇌와 우뇌를 연결하는 뇌량이 절단된 여자 환자를 대상으로 다음 실험을 진행했다. 먼저 환자의 눈앞에 스크린을 준비하고, 영사 장치를 통해 환자의 오른편 화면에 칼을 보여주었다.

질문 1: 무엇을 보았습니까?
반응 1: 칼이요.
화면 가운데 점을 보여주고 응시하게 한 후 이번에는 왼쪽 화면에 숟가락을 보여주었다.
질문 2: 무엇을 보았습니까?
반응 2: 모르겠어요.
스크린 뒤쪽에 칼, 숟가락, 주사위, 구슬 등의 소품을 놓고 다시 왼쪽 화면에 숟가락을 보여준 후에 환자에게 말했다.
질문 3: 왼손을 뻗어서 방금 본 물건을 집어보세요.
반응 3: (왼손으로 물건을 만져보고 숟가락을 집었다.)
질문 4: 잡은 물건이 무엇인지 말해보세요.
반응 4: 모르겠어요.

(다)의 실험에서 환자의 반응1, 2, 3, 4를 통해 알 수 있는 사실을 말하라.

전문가 클리닉
제시문(나)를 보면 시각을 통해 들어온 정보가 시야와 반대 방향의 뇌, 즉 감각령에서 처리된다는 것을 알 수 있습니다.

또한 제시문(다)의 실험을 보면 뇌량이 절단된 환자가 자신이 본 것을 말로 표현하지 못하므로 뇌의 각 반구들이 처리한 정보를 뇌량을 통해 교환해야만 언어표현을 원활하게 할 수 있다는 것을 알 수 있습니다.

좌뇌만 사용할 때는 언어표현에 문제가 없었으나, 우뇌만 작용하면 문제가 생기는 실험을 통해 언어의 중추는 좌뇌에 있음을 추정할 수 있습니다.

예시답안
환자의 오른쪽 화면에 칼을 보여 줬을 때는 환자가 물체의 실체를 인식해 정답을 말로 표현할 수 있었다. 이는 뇌량이 절단된 환자일지라도 좌뇌는 감각령, 연합령, 운동령으로서 이상이 없음을 알려준다.
한편 환자의 왼쪽 화면에 숟가락을 보여주고 본 것을 왼쪽 손으로 집으라고 지시했을 때 환자가 물건들을 만져보면서 바르게 집어내는 것을 보면 뇌량이 절단되었을 뿐 우뇌 또한 감각령, 연합령, 운동령으로서 아무런 이상이 없음을 알 수 있다.
그러나 우뇌만 작용할 때는 그가 한 일을 언어로 표현하지 못한다. 이것은 우뇌에서 처리된 정보가 뇌량을 통해 좌뇌로 전달되지 못해 나타나는 현상일 것이다. 즉 언어중추는 좌뇌에 있고 시각정보 처리과정에서 왼쪽 뇌에게 주는 정보에 따라 환자의 행동이 달라질 수 있음을 의미한다.


Q2다음 제시문을 읽고 물음에 답하라.

(가) 유전자변형생물체(Living Modified Organism, LMO)란 현대생명공학기술을 이용해 만들어진 새로운 조합의 유전물질을 포함하고 있는 모든 살아있는 생물체를 말한다. 현대 생명공학기술이란 인위적으로 유전자를 재조합하거나 유전자를 구성하는 핵산을 세포 또는 세포 내 소기관으로 직접 주입하는 기술로, 전통적인 육종이나 선발(選發)에서 사용되지 않는 기술이다. 세계적으로 콩, 옥수수, 유채, 목화 등의 유전자변형작물이 상업화 돼있고 2008년 유전자변형작물의 재배면적은 1억 2500만 ha에 달했다. 형광물고기나 파란 카네이션도 유전자변형생물의 좋은 예다.

(나) 전통육종은 자연적으로도 교배가 가능한 종(種)이나 속(屬)에 해당하는 식물들을 인위적으로 교배시킴으로써 좀더 우수한 형질을 가진 품종을 만들어내는 일이다. 육종을 하면 원하는 형질이 나타나기도 하지만, 원하지 않은 형질까지 나타난다. 그러면 그 중에서 가장 바람직한 형질을 지닌 개체를 선발해 다시 교배한다. 원하는 품종이 육성될 때까지 이렇게 교배와 선발과정을 반복한다. 육종 과정은 대체로 시간과 비용이 많이 소요된다.
유전자변형은 육종과 목표는 같지만 자연적으로 교배가 불가능한 생물종의 유전자를 이용한다는 것이 차이점이다. 유전자변형은 전통육종 방법에 비해 원하는 품종을 얻는 데 시간과 비용이 적게 드는 대신 유전자변형작물의 안전성을 검증 받아야 한다는 점에서 큰 제약이 있다.

(다) 1990년대 이후 많은 유전자변형작물이 상업화되면서 이에 따른 혜택도 많이 늘었지만, 유전자변형기술이 자연생태계나 인체 및 동물에게 미칠 영향을 우려하는 목소리도 끊임없이 제기되고 있다. 2008년 2월 25일 옥수수 가공식품업체 네 곳에서는 5월부터 LMO옥수수를 수입하겠다고 발표했다. 곡물가격 급등으로 유전자변형작물의 수입이 불가피하다는 업계의 입장과 안전성이 확보되지 않은 상황에서 수입하면 안 된다는 소비자 및 환경단체의 입장이 팽팽하게 맞서고 있다. 이는 주요 언론지의 기사 제목에서도 알 수 있다.
2008. 2. 25 옥수수 가공식품 업체(4곳), 5월부터 LMO옥수수 6만 톤 수입결정
2008. 2. 29 환경단체, LMO옥수수 수입 철회 요구
2008. 3. 1 한국국제생명과학회(ILSI) 회장, 정부에 ‘LMO식품 안전성 홍보’ 촉구
2008. 3. 6 녹색소비자연대 LMO식품 표시제도 강화 주장
2008. 3. 13 식약청, GMO 안전성 믿어야한다
- 출처 : 바이오안전성포탈, http://www.biosafety.or.kr

1)토마토는 원래 선충의 피해를 많이 보는 작물인데 야생 토마토 중에는 이런 선충에 저항성을 보이는 종이 있다. 선충에 저항할 수 있는 토마토를 개발할 때, 전통적인 육종방법과 유전자변형기술에 의한 방법의 차이를 설명하라.

2)다음 그래프는 2008년 전국 성인남녀 1000명을 대상으로 유전자변형생물체(LMO) 및 바이오안전성에 대한 소비자들의 인식 및 태도를 조사한 결과다. 일반인들은 유전자 변형 기술에 대해 대체로 어떤 태도를 갖고 있는가? 일반인들과 LMO개발(수입) 회사와의 갈등을 해결하기 위해 정부와 과학자들이 취해야할 방법에는 어떤 것이 있는지 논의하라.

전문가 클리닉
바이오안전성포탈(http://www.biosafety.or.kr)에서는 유전자변형생물체(LMO)에 대한 국민들의 불안감을 해소하기 위해 다양한 관련 정보를 제공하고 있습니다. 아직까지는 인슐린 생산에만 머무르고 있는 유전자변형기술이 실제 작물의 생산과정에 쓰임으로써 우리 사회에 어떤 영향을 미칠지 주어진 자료를 통해 분석해야 합니다. 각자의 생각대로 합리적인 해결책을 생각해봅니다.

예시답안
1) 선충에 저항성이 있는 야생 토마토의 유전자를 일반 토마토에 도입하면 선충에 저항성을 갖게 할 수 있다. 이때 교배를 통해 유전자를 도입하면 선충 저항성 유전자뿐 아니라 야생 토마토의 다른 유전자까지 함께 들어가기 때문에 여러 차례 일반 토마토와 교배해 들어온 다른 유전자를 제거해야 한다. 이렇게 수년간 시간과 노력을 들여도 원치 않는 유전자 수백 개는 선충 저항성 유전자와 함께 존재한다. 그러나 유전자변형기술을 사용하면 야생 토마토로부터 선충 저항성 유전자를 분리해서 일반 토마토에 도입할 수 있다. 이 과정은 고전적인 식물 육종 기술보다 시간과 노력을 절약할 수 있다.

2) 2007년에서 2008년에는 광우병, 중국산 위해 식품 등 식품 안전을 위협하는 이슈가 많았다. 그래서인지 유전자변형생물체(LMO)에 대한 부정적인 이미지도 이전보다 강해졌다. 많은 사람들이 LMO에 대한 강한 규제가 필요하다는 것에 찬성하며 긍정적인 영향보다는 부정적인 영향을 끼칠 것이라고 응답한 것을 보면 알 수 있다. 따라서 정부는 공신력있는 평가기준을 세워 LMO를 엄격하게 관리하고, 과학자들은 LMO의 안전성을 입증하는 과학적인 근거를 밝혀 그 결과를 보다 적극적으로 사람들에게 알려야 할 것이다.

2009년 05월 과학동아 정보

  • 최승규 기자

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