중등교육현장에서 초파리를 이용한 실험교육 I. 멘델의 분리의 법칙
Experimental Education Using Drosophila melanogaster in Middle and High Schools I. Mendel's Principle of Segregation
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초록
멘델의 유전 원리는 유전학의 근간을 이루고 있으며, 그 중요성으로 인해 중학교 및 고등학교 교육과정에서도 큰 비중을 차지하고 있다. 그러나 학교 현장에서는 그 중요성을 인식하면서도 여러 가지 제약 조건으로 인해 실제로 멘델의 유전 원리를 확인하는 교배 실험을 수행하기가 쉽지 않다. 본 연구에서는 초파리를 이용하여 분리의 법칙을 확인하는 교배 실험을 수행하는데 지침이 될 수 있는 매뉴얼을 개발하고자 하였다. 본 연구는 서울 소재의 과학고에서 30 모둠의 학생을 대상으로 수행되었다. 눈 색깔(sepia, se) 및 체색(ebony, e) 형질을 이용하여 대립 형질간에 교배 실험을 통해 분리의 법칙을 수행하였다. 실험 과정에 필요한 초파리 배양, 교배, 기간의 설정, 실험 과정 등을 구체적으로 기술하였으며, 실제 상황에서 얻어진 결과에 대한 통계적인 분석 방법 등을 제시하였다. 대립 형질에 대해 암․수를 바꾸어 실험을 수행하였는데 대부분의 경우 5% 유의수준에서 분리의 법칙을 따르는 것으로 나타났다. 분리의 법칙을 확인하는 교배 실험은 1시간 내에 끝나는 실험이 아니기 때문에 과학고나 계발활동의 생물반 혹은 대학의 학부 실험에 적용할 수 있을 것이다. 하지만 본 연구에서 제공한 기술적인 측면들을 고려하면 일반계 중․고등학교의 정규 수업시간에도 이용이 가능하며, 교사가 관심을 가지고 실험을 수행한다면 유전 수업에 대한 흥미의 유발과 함께 우성 및 열성의 확인, 분리의 법칙에 대한 교육 효과를 얻을 수 있을 것으로 생각된다
Abstract
The principle of heredity by Mendel forms the basis of genetics and is used extensively in the genetics unit of the 9th grade science textbook of the middle school curriculum and Biology I textbook of high school. However, because of several restrictions the experiments to verify the principle of genetics are complicated. This study develops the manual for experiments to verify the principle of segregation in middle and high schools. The experiment was conducted by 30 groups of students in a Science High School in Seoul. The Drosophila melanogaster was used as the model organism. We developed the essential protocols for culturing, crossing, time table, and statistical estimation in detail, and suggested the statistical estimation to verify the cross results. Reciprocal crosses between wild type and sepia (or ebony) mutant flies were carried out to verify the Mendelian principle of segregation, which showed statistically satisfied results at the level of p=0.05. As this experiment cannot be finished within 1 hour because of many procedures, it can be applied in Science High Schools or the extra-curriculum of general high schools. As each step is explained in detail, the program may be used even in the regular class of middle and high school.
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