STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2022 Excel을 이용하여 알아보는 진화의 원리 부산대학교 과학영재교육원 2022년 STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 프로그램 개요 기관명 프로그램명 구분 부산대학교 (신규/수정보 완) 신규 Excel을 이용하여 알아보는 진화의 원리 주요 적용 학년 고3 개발차시 4 주요 과목 생명과학Ⅱ 주요 단원 Ⅴ. 생물의 진화와 다양성 관련 과목 통합과학 관련 단원 Ⅶ. 생물 다양성과 유지 S, M, I 적용 지역 STEM+I 요소 주 개발자명 보조 개발자 하디-바인베르크 법칙을 배운 뒤, Excel을 이용한 가상실험을 진행한다. 주요 수업 가상실험에서 돌연변이, 자연선택이 없을 때 유전자 빈도가 세대가 거듭 개요 되어도 변하지 않는 것을 확인하고, 돌연변이와 자연선택이 나타났을 때 유전자 빈도가 변하는 것을 알아본다. 1차시: 하디-바인베르크 법칙, 유전자 빈도 차시별 주요내용 (키워드 위주) 2차시: 하디-바인베르크 법칙 가상 실험(멘델 집단 조건) 3차시: 하디-바인베르크 법칙 가상 실험(돌연변이와 자연선택이 있을 때) 4차시: 논리적 글쓰기 생명과학 ② 생명과학 2 2022학년도 고등학교 생명과학 STEM + I 수업 학번 ( ) 이름 ( ) 활동지 1 주 제 Excel을 이용하여 알아보는 진화의 원리 다음은 항생제의 발견과 슈퍼 박테리아의 등장을 시간 순서대로 나타낸 것이다. 1928년 9월, 영국의 미생물학자 알렉산더 플레밍이 곰팡이 페니실리움 노타툼에서 페니실린을 발견 1940년 5월, 플레밍의 논문을 본 영국 옥스퍼드대학의 생화학자 에른스트 체인 박사와 병리학자 하워드 프롤리 박사가 페니실린을 약품으로 만드는데 성공 1942년, 제2차 세계대전 동안 수많은 부상자가 발생하자 약 20개 제약 회사가 페니실린을 대규모 로 생산 1940년대 후반, 2차 세계대전 동안 페니실린이 남용되며 페니실린 내성균 등장 1960년, 페니실린에 내성을 가진 포도상구균을 잡는 메티실린 개발 1961년, 메티실린 내성 포도상구균(MRSA)이 가진 내성 유전자 mecA는 1960년대 초 처음 발견된 뒤 20년 만에 전세계로 퍼짐 1966년, 반코마이신을 개발하여 MRSA 치료 1996년, MRSA가 반코마이신 내성 유전자를 전달받아 슈퍼 박테리아로 진화 슈퍼 박테리아가 생긴 이유를 생각해보자. 슈퍼 박테리아가 생긴 이유에 대해 자신의 의견을 서술하시오. ‘1’에서 서술한 자신의 의견을 지지할 수 있는 과학적 방법을 설계하시오. ‘2’에서 조작변인, 통제변인, 종속변인은 각각 무엇인가? 부산대학교 과학영재교육원 119 2022학년도 고등학교 생명과학 STEM + I 수업 학번 ( ) 이름 ( ) 활동지 2 주 제 Excel을 이용하여 알아보는 진화의 원리 멘델집단의 조건은 무엇인가? 표는 집단 Ⅰ~Ⅲ의 유전자형별 개체 수를 나타낸 것이다. 각 집단의 대립 유전자 빈도를 구하시오. (단, 대립 유전자 A의 빈도는  , 대립 유전자 a의 빈도가  이고,  +  = 1이다.) 유전자형 AA Aa aa Ⅰ 200 200 300 Ⅱ 100 150 250 Ⅲ 350 450 200 집단 1. 집단 Ⅰ의 대립 유전자 빈도 계산 과정 2. 집단 Ⅱ의 대립 유전자 빈도 계산 과정 3. 집단 Ⅲ의 대립 유전자 빈도 계산 과정 120 2022 STEM+I 생각교실 프로그램북 - 교사용 활동지 2022학년도 고등학교 생명과학 STEM + I 수업 학번 ( ) 이름 ( ) 활동지 3 주 제 Excel을 이용하여 알아보는 진화의 원리 멘델집단 대립 유전자 빈도 변화 관찰 ① Excel 파일의 ‘임의 교배’ 시트에서 C1 셀에 개체 수를 500을 입력한다. ② C3 셀에 대립 유전자 A의 개수를 입력한다. (200 ~ 800의 임의의 값, K2 셀 값은 0으로 설정한다.) ③ ‘지우기’ 버튼을 눌러 A9부터 입력된 값을 삭제한다. (오류 내용 제거) ④ 커서를 움직여 난수를 생성한다. (난수 생성 = 무작위 교배) - 시행 횟수는 G1 셀에서 확인 가능함 생성된 난수 ‘G1’셀에 나타나는 시행 횟수 ⑤ 시행 횟수가 1000이 되면 멈춘다. - 1000을 넘긴 경우 넘는 부분은 수동으로 삭제 ⑥ ‘자손 유전자형’ 시트( 을 확인한다. 122 2022 STEM+I 생각교실 프로그램북 - 교사용 활동지 )로 넘어가서 무작위 교배한 자손의 유전자형 2022학년도 고등학교 생명과학 STEM + I 수업 학번 ( ) 이름 ( ) 활동지 4 주 제 Excel을 이용하여 알아보는 진화의 원리 가상 실험을 수행하고 아래 물음에 답하시오. ‘활동지 1’에서 썼던 자신의 생각에 대해 옳고 그름을 판단하고, 그 이유를 증거를 대서 설명하시오. 가상 실험을 통해 내린 ‘슈퍼 박테리아가 생기는 이유’에 대한 결론은 무엇인지 쓰시오. 가상 실험을 수행하면서 본인 또는 모둠원이 생각한 한계점은 어떤 것이 있을지 쓰시오. ‘3’에서 작성한 한계점을 보완할 수 있는 방안을 작성하시오. 128 2022 STEM+I 생각교실 프로그램북 - 교사용 활동지