STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2021 식물로 고기를 분해할 수 있다고? 대진대학교 과학영재교육원 2021년 STEM 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 프로그램 개요 기관명 대진대학교 과학영재교육원 프로그램 식물로 고기를 분해할 수 있다고?! 이름 주요 과목 과학2 관련 단원 동물과 에너지(소화와 순환) 관련 과목 수학2 관련 단원 학률/경우의 수 STEM 요소 S, T, M 지역 개발 차시 주 개발자 4 보조 개발자 ○ 소화과정에서 단백질을 분해하는 단백질분해효소의 역할을 이해 한다. 주요 수업 개요 ○ 식물성 단백질분해효소에 의한 동물성 단백질 분해 현상을 이해 한다. ○ 다양한 효소 산업을 학습하여 효소의 경제적 가치를 이해한다. ○ 과학 실험값을 수학적으로 정리하는 이점에 대해 이해한다. 소화제에 의한 동물성 단백질 분해 주제 1차시 학습목 표 주요내 용 우리의 몸에서 일어나는 소화 작용을 이해하고 소화과정의 핵심인 효소의 존재에 대해 학습한다. ○ 소화 작용을 중개하는 소화 효소의 기능을 설명할 수 있다. ○ 효소의 기질 특이성에 대해서 설명할 수 있다. ○ 소화제의 단백질 분해 능력을 실험을 통해 확인할 수 있다. ○ 동물의 소화과정에서 효소의 역할을 이해한다. ○ 효소의 기질특이성에 대해서 학습한다. ○ 아조-카제인을 이용한 단백질분해능력 평가 원리와 절차를 학습 한다. ○ 실험을 통해 소화제에 의한 카제인 단백질의 분해를 확인한다. 차시별 주요내용 (키워드 위주) 2차시 식물로부터 단백질분해효소 분리 후 단백질 분해 반응 유도 주제 학습목 표 주요내 용 식물유래 단백질 분해효소가 동물성 단백질을 분해할 수 있는지 확인한다. ○ 다양한 식물로부터 단백질분해효소를 분리하는 실험을 수행할 수 있다. ○ 식물유래 단백질분해효소가 동물성 단백질인 카제인을 분해할 수 있는지를 확인하는 실험을 스스로 진행할 수 있다. ○ 불고기를 양념할 때, 키위나 배를 갈아 넣는 이유를 학습한다. ○ 식물로부터 단백질분해효소를 분리하는 절차에 대해서 이해한 다. ○ 키위와 배, 양파, 소화제(양성대조군)를 이용하여 실험을 진행한 다. ○ 단백질분해 반응을 위한 실험 기구와 조건들을 스스로 구축해본 다. (60도 온도 설정) 식물-단백질분해효소에 의한 카제인 단백질 분해 여부 검증 주제 학습목 표 3차시 주요내 용 효소의 산업적 활용 범위와 경제적 가치 ○ 식물유래 단백질분해효소들에 의해 카제인이 절단되었는지를 확 인하는 실험을 진행할 수 있다. ○ 아조-카제인 분해실험에 사용된 약물과 실험 방법들을 설명할 수 있다. ○ 효소가 가지는 산업적 가치를 설명할 수 있다. ○ 종이조각 맞추기 활동을 통해 효소-기질 특이성을 설명할 수 있 다. ○ 식물 추출액과 카제인을 혼합하여 분해반응을 유도한 용액에 TCA(trichloroacetic acid)를 넣어 단백질의 결정화를 유도한 후에 상등액의 색 변화를 확인한다. ○ 키위, 배, 양파 추출액 중에서 카제인을 절단 효능이 가장 강한 것이 무엇인지를 찾아본다. ○ 효소산업을 이해하고 가치에 대해서 학습한다. 수학을 활용하여 과학 결과물의 신뢰도 강조 주제 4차시 학습목 표 주요내 용 식물-단백질분해효소에 의한 동물성 단백질의 분해 여부를 수학적 으로 정리해보자 ○ 과학 실험 결과를 수학적으로 정리하는 방법에 대해서 설명할 수 있다. ○ 확률로 정리한 과학결과물의 신뢰도가 제고되는 이유를 설명할 수 있다. ○ 식물유래-효소연구의 잠재적인 산업적 가치에 대해서 설명할 수 있다. ○ 실험 결과를 제시된 결과표에 기록한다. ○ 5개 모둠에서 도출된 실험결과들을 모으고 종합한다. ○ 취합된 모든 실험 결과를 고려하여 확률로 나타낸다. 가. 차시별 구성도 1) 1차시 : 소화제에 의한 동물성 단백질 분해 주제 우리의 몸에서 일어나는 소화 작용을 이해하고 소화과정의 핵심인 효소의 존재에 대해 학습한다. ○ 소화 작용을 중개하는 소화 효소의 기능을 설명할 수 있다. 학습목표 ○ 효소의 기질 특이성에 대해서 설명할 수 있다. ○ 소화제의 단백질 분해 능력을 실험을 통해 확인할 수 있다. ○ 동물의 소화과정에서 효소의 역할을 이해한다. ○ 효소의 기질특이성에 대해서 학습한다. 주요내용 ○ 아조-카제인을 이용한 단백질분해능력 평가 원리와 절차를 학습한 다. ○ 실험을 통해 소화제에 의한 카제인 단백질의 분해를 확인한다. 준비물 아조-카제인, 소화제(베아제), 일회용스포이드, e튜브, 증류수, 거름종이, 필기도구, TCA용액, 원심분리기 2) 2차시 : 식물로부터 단백질분해효소 분리 후 단백질 분해 반응 유 도 주제 식물유래 단백질 분해효소가 동물성 단백질을 분해할 수 있는지 확인한다. ○ 다양한 식물로부터 단백질분해효소를 분리하는 실험을 수행할 수 학습목표 있다. ○ 식물유래 단백질분해효소가 동물성 단백질인 카제인을 분해할 수 있는지를 확인하는 실험을 스스로 진행할 수 있다. ○ 불고기를 양념할 때, 키위나 배를 갈아 넣는 이유를 학습한다. ○ 식물로부터 단백질분해효소를 분리하는 절차에 대해서 이해한다. 주요내용 ○ 키위와 배, 양파, 소화제(양성대조군)를 이용하여 실험을 진행한다. ○ 단백질분해 반응을 위한 실험 기구와 조건들을 스스로 구축해본다. (60도 온도 설정) pestle(플라스틱 분쇄기), 소화제(단백질분해효소), 동물성 단백질(아조준비물 카제인), 일회용 스포이드, 거름종이, 온도계, 비이커, e튜브, 원심분리 기 3) 3차시 : 식물-단백질분해효소에 의한 카제인 단백질 분해 여부 검 증 주제 효소의 산업적 활용 범위와 경제적 가치 ○ 식물유래 단백질분해효소들에 의해 카제인이 절단되었는지를 확인 하는 실험을 진행할 수 있다. ○ 아조-카제인 분해실험에 사용된 약물과 실험 방법들을 설명할 수 학습목표 있다. ○ 효소가 가지는 산업적 가치를 설명할 수 있다. ○ 종이조각 맞추기 활동을 통해 효소-기질 특이성을 설명할 수 있 다. ○ 식물 추출액과 카제인을 혼합하여 분해반응을 유도한 용액에 TCA(trichloroacetic acid)를 넣어 단백질의 결정화를 유도한 후에 상등액의 색 변화를 확인한다. ○ 상등액의 색깔 변화가 내포하는 과학적 의미를 파악한다. 주요내용 ○ 키위, 배, 양파 추출액 중에서 카제인을 절단 효능이 가장 강한 것 이 무엇인지를 찾아본다. ○ 키위, 배, 양파 추출액 중에서 카제인 절단 효능이 전혀 없는 것이 무엇인지 찾아본다. ○ 효소산업을 이해하고 가치에 대해서 학습한다. ○ 기질특이성을 이해하기 위한 종이모양-맞추기 활동 수행 준비물 20% TCA(trichloroacetic acid), 원심분리기, 일회용 스포이드, 거름종 이 4) 4차시 : 수학을 활용하여 과학 결과물의 신뢰도 강조 주제 식물-단백질분해효소에 의한 동물성 단백질의 분해 여부를 수학적으 로 정리해보자 ○ 과학 실험 결과를 수학적으로 정리하는 방법에 대해서 설명할 수 있다. 학습목표 ○ 확률로 정리한 과학결과물의 신뢰도가 제고되는 이유를 설명할 수 있다. ○ 식물유래-효소연구의 잠재적인 산업적 가치에 대해서 설명할 수 있다. ○ 실험 결과를 제시된 결과표에 기록한다. 주요내용 ○ 5개 모둠에서 도출된 실험결과들을 모으고 종합한다. ○ 취합된 모든 실험 결과를 고려하여 확률로 나타낸다. 준비물 필기도구