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김수진 선생님

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김수진 선생님

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김수진

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김수진

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김수진쌤

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김수진

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생명과학 1 + 화학 1

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생명과학1 + 체육

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생명과학+문학

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생명과학1+화학1

주제:약물 복용방식에 따른 흡수속도와 효과비교

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독서+생명

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3) 주제선택 이유(동기)

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3) 주제선택 이유(동기)

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주제:운동능력과 관련된 유전자 탐구-(ACTN3, ACE 유전자를 중심으로)

최근 스포츠 현장에서는 개인의 신체적 특성과 적성에 맞는 맞춤형 트레이닝이 강조되고 있다. 그중에서도 유전자 검사를 통해 자신에게 적합한 운동 종목이나 트레이닝 방법을 찾으려는 사례가 점점 늘어나고 있다.

나는 평소에 운동을 즐기면서도, 친구들마다 운동 능력이나 회복 속도 등이 다르게 나타나는 이유가 궁금했다. 1학년 때 근육의 성장과 관련된 호르몬인 ‘미오스타틴’을 주제로 조사한 경험을 바탕으로, 단순히 노력이나 훈련량만으로 설명하기 어려운 차이가 유전적 요인과 관련이 있는지에 대해 과학적 원리를 탐구해보고자 했다.

이 탐구를 통해 유전자가 운동 능력에 미치는 영향뿐만 아니라, 환경적 요인들과의 상호작용까지 폭넓게 알아보고, 앞으로의 운동 방법이나 건강 관리에 적용할 수 있는 과학적 근거를 찾고자 이 주제를 선택하게 되었다.

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4) 1일차 탐구한 내용

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4) 1일차 탐구한 내용

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운동 능력과 관련된 주요 유전자에 대해 이론적 배경을 조사했다. 먼저, ACTN3 유전자는 근육의 빠른 수축에 관여하며, R형(RR, RX)은 단거리나 파워가 필요한 종목에, X형(XX)은 지구력이 요구되는 종목에 유리하다는 사실을 알게 되었다. ACE 유전자는 혈압 조절과 심혈관계 기능에 영향을 미치며, I형은 지구력, D형은 근력과 파워에 유리하다는 점을 정리했다. 또한, PPARA 유전자는 지방 대사와 에너지 생산에 중요한 역할을 하며, 특히 지구력 운동에서 중요한 유전자임을 확인했다. 각 유전자의 구조와 작용 기전을 그림이나 표로 정리하여 이해를 높였다. 여기에 생명과학과 체육과목의 융합적 관점을 더해, 유전자가 실제 신체 활동에서 어떻게 발현되는지에 대해 고민했다. 예를 들어, 생명과학적으로는 근육세포 내 단백질 합성, 에너지 대사, 호르몬 분비 등 분자 수준의 변화를 이해하고, 체육적으로는 이러한 변화가 실제 운동수행 능력, 경기력, 회복 속도 등과 어떻게 연결되는지 분석했다.

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5) 2일차 탐구한 내용

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5) 2일차 탐구한 내용

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국내외 연구 동향과 실제 운동선수 사례를 조사했다. 동아사이언스,American Journal of Human Genetics 등 신뢰할 수 있는 곳에서 ACTN3, ACE, PPARA와 운동 능력의 상관관계에 대한 논문을 찾아 읽었다. 또한, 최근에는 유전자 검사 서비스를 통해 일반인들도 자신의 유전자형을 확인하고, 그에 맞는 맞춤형 운동 처방을 받는 사례가 늘어나고 있다는 점도 조사했다. 이러한 실제 사례들을 통해 유전자와 운동 능력의 관계가 실제로 스포츠 현장에서 어떻게 활용되고 있는지 알 수 있었다. 또한 이때까지 조사한 내용을 바탕으로 탐구보고서를 작성하기 시작했다. 생명과학과 체육의 융합적인 관점으로 ACTN3 RR형을 가진 선수는 속근 발달이 유리하므로 단거리 달리기나 점프와 같은 파워 종목에 집중하는 것이 효과적이고, XX형 선수는 지근 발달과 에너지 효율이 높아 마라톤이나 장거리 수영 등 지구력 종목에 더 적합하다는 점을 실제 사례와 연결지어 분석했다.

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김수진 선생님

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최인화

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정보 + 세계지리

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생명과학I , 화학I

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윤리+일사

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3) 주제선택 이유(동기)

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3) 주제선택 이유(동기)

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요즘 학생들은 수행평가와 시험 준비로 인해 많은 스트레스를 받고 있다. 감정이 자율신경계와 연결되어 실제로 몸에 어떤 영향을 주는지 궁금했고 이를 정신간호와 연결해 탐구해 보고 싶어 선정하게 되었다.

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3) 주제선택 이유(동기)

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3) 주제선택 이유(동기)

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주제선택 이유는 생물 시간 동안 배운 질병 중 비감염성 질병과 감염성 질병이 나왔는데

이 두 질병중 dna에 의해 만들어지는 질병이 많은지 rna에 의해 만들어지는 질병이 많은지에 대해 호기심이 생겨 질병이 발생하는 이유로 dna가 많은지 rna가 많은지에 책 유전자와 추가 통계 자료를 통해 알아보고자 한다 이후 이를 통해 각 질병의 종류에서 어느 정도의 해결방법을 알아보고자한다

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3) 주제선택 이유(동기)

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3) 주제선택 이유(동기)

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학교수업에서 기후변화에 따른 문제가 우리 사회에 어떤 영향을 끼치는지 알게되었다. 기후의 변화가 전세계적으로 산업과 농업에 영향을 미치며 특히 농업은 우리의 식량문제로 이어질수 있기에 기업 등이 어떤방식으로 이를 해결해 나가는지 중요하다. 그렇기에 기후변화에 따른 농업문제를 해결하기 위한 방법들과 이미 그렇게 실행한 곳의 사례를 통해 지속가능한  기업의 농업 경영 전략을 조사하며 탐구하고싶다.

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3) 주제선택 이유(동기)

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3) 주제선택 이유(동기)

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학교 보건 수업 때 약의 흡수 속도에 의해 어떤 약은 효과가 빨리 나타나고 어떤 약은 효과가 천천히 작용한다는 이야기를 들었다. ‘약의 흡수’라는 과학적 현상을 직접 실험하고 분석해보고자 탐구를 시작하게되었다.

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3) 주제선택 이유(동기)

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3) 주제선택 이유(동기)

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약물의 투여방식에 따라 흡수시간과 적용시간이 어떻게 달라지는지가 궁금하고 환자의 상태에 따라 사용하는 약물이 어떤 차이가 있는지 궁금하여 약의 종류와 그에따른 흡수속도, 작용시간등을 알아보기 위해 탐구하게 되었다.

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3) 주제선택 이유(동기)

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3) 주제선택 이유(동기)

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시험 방식이 서술형 평가 중심으로 바뀌면서

객관식 문제만 잘 푸는 것으로는 부족해지고 있어요.

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4) 1일차 탐구한 내용

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4) 1일차 탐구한 내용

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‘제형’의 개념과 그 종류에 대해 탐구했다. 제형은 의약품을 사용 목적과 환자의 상태에 맞게 만든 약의 형태를 말하며, 약물의 흡수 속도, 작용 부위, 복용 편의성 등에 영향을 준다. 대표적인 제형으로는 정제(알약), 산제(가루약), 액제(시럽), 캡슐제, 반고형제(연고·크림), 주사제, 에어로솔제 등이 있다. 같은 성분이라도 제형에 따라 약효가 나타나는 시간과 방식이 달라질 수 있기 때문에 질환의 종류나 환자의 연령, 상태에 따라 적절한 제형을 선택하는 것이 중요하다. 제형은 치료 효과를 극대화하고 복약 순응도를 높이는 핵심 요소라는 점을 알게 되었다.

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4) 1일차 탐구한 내용

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4) 1일차 탐구한 내용

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자율신경계란 동물의 신경계 중 말초신경계의 한 부분이며 주로 내장기관을 무의식적으로 제어하는 역할을 맡고 있는 신경계이다. 자율신경계에는 교감 신경과 부교감 신경이 있다. 교감 신경는 몸을 많이 움직이거나 공포와 같은 상황에 처해 스트레스가 많아지면 활발해진다. 교감 신경계가 활성화되면 혈압과 심장박동수가 높아지고 동공이 확대되며 소름이 돋는다. 교감 신경에 반대되는 부교감 신경은 편안한 상태가 되면 부교감신경계가 활성화된다. 부교감신경계가 활성화되면 심장박동수와 혈압이 낮아지고 에너지 확보하는 방향으로 온몸이 작동하게 된다. 따라서 소화, 호흡, 땀 같은 신진대사처럼 의식적으로 제어할 수 없는 기능에 관여하고 있다. 스트레스란 해로운 인자나 자극을 스트레서라고 하고 이때의 긴장상태를 말한다. 스트레스를 받게 되면 아드레날린이나 다른 호르몬이 혈중 내로 분비되어 우리 몸을 보호하려고 하며 위험에 대처해 싸우거나 그 상황을 피할 수 있는 힘과 에너지를 제공하기 때문에 맥박과 혈압이 증가하고 호흡이 빨라지며 감각기관이 더 예민해지는 등의 변화가 나타난다. 스트레스나 불안 반응 환자에게 간호사는 인지행동치료, 직업재활, 정신심리극, 여러 요법 등의 치료적 활동을 수행하며 환자의 증상 및 약물관리를 실시한다.

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4) 1일차 탐구한 내용

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4) 1일차 탐구한 내용

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전체적으로 dna에서는 유전 정보를 담고 있고 rna에서는 해당 유전자를 번역하는 역할을 한다. 이는 동연변이가 더 잘 일어나는가 아니면 스플라이싱 오류가 더 잘 일어나는가에 대한 이야기로도 볼 수 있다. 조사에 따르면 비감염성 질환에 경우에 dna에 의한 질병이 더 많다는 결론이 나왔다. DNA에 의한 질환이 더 많은 이유는 비감염성 질환의 상당수는 DNA에 존재하는 유전자 돌연변이 또는 다형성(polymorphism)과 관련이 있는데BRCA1/2 유전자 돌연변이는 유방암과 난소암의 위험 증가와 관련이 있다. 유전자 발현 조절 이상으로도 있는데 DNA 수준에서의 전사 조절 실패로 인해 특정 단백질이 과도하게 혹은 부족하게 생성되면서 질병이 발생할 수도 있다. 반면에 RNA 관련 질환은 드문 편이다. RNA도 일부 비감염성 질환과 관련은 있지만, 대개는 DNA 발현 후 결과물로서의 역할을 한다. 최근 연구에서는 다음과 같은 RNA 관련 메커니즘이 일부 질환에 기여하는 것으로 밝혀졌다. 비암호화 RNA (non-coding RNA)miRNA, lncRNA 등이 유전자 발현 조절에 관여하며, 암이나 심혈관 질환 등에서 그 역할이 점점 밝혀지고 있다. 또RNA 처리 이상 스플라이싱(splicing) 과정의 오류로 인해 비정상적인 단백질이 생성되어 질병 유발라는 경우도 있다. 이런 RNA 관련 메커니즘도 결국은 DNA 유전자에 이상이 있거나 그 발현 조절이 잘못된 것에서 비롯되므로, 근본적인 원인은 DNA 차원의 문제인 경우가 많다.

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4) 1일차 탐구한 내용

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4) 1일차 탐구한 내용

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지구온난화로 인한 사막화, 물 부족, 곡물 생산량 감소 등 기후변화가 우리에게 미치는 영향을 세계지리 책을 보며 알아보며 기후변화에 따른 문제들과 그것의 영향을 조사하였다. 특히 기후변화가 농업에 미치는 영향을 조사하기위해 관련 문헌(국가 미래 연구원-김동환의 자료) 등을 찾아보며 조사하였다.

기후가 시간이 지남에 따라 어떻게 변화하는지와 그에 따른 문제점, 영향에 대해 알아보았다.

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4) 1일차 탐구한 내용

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4) 1일차 탐구한 내용

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약의 제형

액상 제형 (용액): 위장관에서 붕해과정 없이 바로 흡 수되므로 흡수가 가장 빠름

﻿﻿캡슐제: 캡슐이 녹으면서 내용물이 방출되므로 정제보 다 흡수가 빠름

정제: 붕해, 용해, 흡수 과정을 거쳐야 하므로 흡수 속도 가 액상이나 캡슐제보다 느림

서방형 제제: 천천히 약물이 방출되도록 설계되어 있어 지속적인 효과를 나타내지만 흡수 속도는 가장 느림

﻿﻿산제(가루약): 빠른 흡수를 위해 분말로 만든 제형으 로, 액상 다음으로 흡수가 빠름

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4) 1일차 탐구한 내용

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4) 1일차 탐구한 내용

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디지털시대의 윤리적 문제점으로 대두되고 있는 것이 무엇인지 알기 위해 정보시간에 배운 다양한 인공지능 기술들을 다양하게 알아보고, 여기서 제기될 수 있는 문제점을 다룬 국어 지문을 활용하여 사고를 확장하고자 노력하였다. 나의 탐구의 방향이 어떻게 진행되는 것이 맞는지에 대해 조언을 줄 수 있는 "빅데이터", "디지털 기술의 길" 등등의 도서를 검색하였으며 이 중에서 "빅데이터"라는 도서를 학교 도서관에서 대출하여 정독하고 내용을 정리하는 중이다.

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5) 2일차 탐구한 내용

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5) 2일차 탐구한 내용

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약물의 다양한 복용 방식에 따른 흡수 속도와 효과 발현 시간에 대해 조사했다. 약물은 복용하는 방법에 따라 몸속에서 흡수되는 경로와 시간이 크게 달라진다. 예를 들어, 정맥주사는 약물이 혈관에 직접 들어가기 때문에 1분 이내에 빠르게 효과가 나타난다. 설하정은 혀 밑 점막에서 흡수되어 약 2분 만에 효과가 시작되고, 근육주사와 피하주사는 각각 15분에서 30분 사이에 작용한다. 경구 복용은 위장과 간을 거치며 흡수되기 때문에 보통 30분 이상 걸린다. 흡입제는 폐로 직접 들어가 빠르게 효과를 나타낸다. 이러한 차이는 제형과 함께 투여 방식이 약물 효과에 중요한 영향을 미친다는 점을 보여준다. 따라서 질환의 특성과 환자의 상태에 맞춰 적절한 복용 방식을 선택하는 것이 필요함을 알게 되었다.

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5) 2일차 탐구한 내용

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5) 2일차 탐구한 내용

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스트레스로 인한 자율신경계의 역할을 더 잘 이해하기 위해 소설 ‘남은 인생 10년’, ‘노트북’을 읽고 인물들의 감정에 따른 자율신경계가 어떻게 변할지에 대해 분석했다. 남은 인생 10년이라는 소설은 난치병으로 10년의 삶을 선고받은 여주인공과 삶의 의지를 잃은 남주인공이 만나 사랑에 빠져 추억을 쌓다가 결국 여주인공이 남주인공을 떠나기로 결심하는 내용의 소설이다. 이 소설에서는 여주인공이 죽음에 대한 스트레스를 받고 있어 불안감, 공포감을 받아 실제로 부교감 신경 저하로 무력감, 우울을 느끼게 되고 교감 신경이 활성화 되어 심박수가 높아지고 혈압이 높아지는 등의 변화를 보일 수 있을 것 같다. 그리고 노트북이라는 소설은 가난한 목재소 노동자 남주인공과 부유한 상속녀 여주인공이 17살에 처음 만나 심장병에 걸리고 치매에 걸려 함께 죽음을 맞이할 때까지의 진실한 사랑을 담긴 소설이다. 이 소설에서는 마지막에 두 사람이 함께 죽음을 맞이할 때 죽음에 대한 스트레스 보다는 사랑하는 사람과 함께라는 안도감과 같은 감정을 더 크게 느낄 것 같아 부교감 신경이 활성화 되어 심박수와 혈압이 낮아져 편안했을 것 같다. 따라서 자율신경계는 감정과 많은 관련이 있는 것 같다고 생각했다.

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5) 2일차 탐구한 내용

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5) 2일차 탐구한 내용

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감염성 질환의 경우에는 RNA 바이러스가 감염성 질환을 더 많이 일으킨다. 이유로는 높은 돌연변이율 때문인데 RNA 바이러스는 복제할 때 DNA 바이러스보다 훨씬 더 높은 돌연변이율을 보인다. RNA 복제 효소(RNA-dependent RNA polymerase)는 교정 기능이 없어서 오류가 많이 발생하여 이로 인해 바이러스가 빠르게 변이하고, 새로운 변종이 생겨나 감염력이 증가하거나 면역 회피가 쉬워진다. 또한 빠른 진화 때문도 있다. 높은 돌연변이율과 짧은 복제 주기 덕분에 RNA 바이러스는 환경 변화나 숙주 면역 체계에 빠르게 적응할 수 있게 되었다. DNA 바이러스에 경우에는 돌연변이율이 낮은 편이다. DNA 바이러스는 복제 시 교정 기능이 있는 DNA 중합효소를 사용해 오류가 적고, 돌연변이율이 낮다.

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5) 2일차 탐구한 내용

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5) 2일차 탐구한 내용

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디지털 농업기술의 종류는 무엇인지 어떤 역할을 하는지 알아보기 위해 먼저 정보 책을 살펴보며 디지털 기술의 종류와 그 역할을 알아보았다. 자율주행 로봇, 드론, 빅데이터 등을 농업에 도입하여 실행한 경우도 조사하였고 스마트팜이라는 용어를 알게된 후 이 기술에 관하여 집중적으로 조사하였다. 그후 이것의 국내•외의 사례 찾아보며 디지털 기술 적용후 경제적으로 얼마나 성과를 이루어 냈는지 조사하였다.

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5) 2일차 탐구한 내용

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5) 2일차 탐구한 내용

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흡수속도에 영향을 미치는것

1.약물 자체의 특성

용해도, 입자 크기, 지용성 등이 흡수 속도에 영향을 미침

2.생채 내 환경

위장관 pH, 위장관 운동성, 혈류량 등도 흡수에 영향을 미침

제형별 흡수 속도 비교

속도(1~4, 1일수록빠름)

•액상제형(속도 1) 바로 흡수, 위장관 자극이 적음, 맛이 좋 지 않은 약물에 유용

•캡슐제 (속도2) 삼키기 편함,맛이 좋지 않은 약물에 유용,액상 제형과 정제 제형의 중간 속도로 흡수

•산제 (가루약) (속도2) 빠른 흡수, 물 없이 복용 가능, 휴대 및 보관 용이, 맛이 쓰거나 자극적일 수 있음

•정제 (속도3) 가장 일반적인 제형, 다양한 코팅 기술로 흡수 속도 조절 가능

•서방형 제제 (속도4)

지속적인 효과, 쪼개거나 부수면 안됨, 위장관 자극이 있을 수 있음

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5) 2일차 탐구한 내용

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5) 2일차 탐구한 내용

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디지털 시대의 윤리를 바르게 정리하고자 시도하는 나의 탐구활동의 근거를 마련하기 위해 쳇GPT뿐만 아니라 현재 통용되고 있는 다양한 어플이나 프로그램들을 활용하고, 여러가지 도구들의 장단점과 윤리적인 문제를 파악하기 위해 노력하였다. 이에 관련 학술자료에 접근하여 현시대적인 문제점들을 인식하게 되었으며 이에 대해 다른 사람들은 어떻게 생각하는지 알아볼 필요성을 실감하여 설문문항을 제작하여 그 링크를 공유하고 결과를 도출하는 작업을 진행하였다.

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4) 1일차 탐구한 내용

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4) 1일차 탐구한 내용

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척추동물은 ‘헤모글로빈’을 사용하여 산소를 운반하는 역할을 하고 헤모글로빈은 적혈구 안에 존재하는 단백질로, 헤모글로빈은 철분을 함유하고 있어서 산소와 결합하여 운반할 수 있다. 그리고 적혈구는 헤모글로빈을 운반하는 기능을 하며, 가운데가 움푹 패인 둥그런 원반모양의 형태로 표면적을 넓혀 가스교환이 유용한 구조로 산소를 운반한다는 것을 탐구하고, 적혈구의 구성요소와 생성과 파괴하는 위치를 탐구하였습니다. 그리고 ‘헤모시아닌‘은 헤모글로빈보다 산소를 결합하는 능력이 더 적고 ‘혈청소‘라고 하는데 헤모시아닌은 갑각류랑 연체동물의 혈액에 함유되었다는 것을 찾았다. 그리고 산소의 운반에 관여한다는 것을 알게 되었다.

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3) 주제선택 이유(동기)

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3) 주제선택 이유(동기)

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생물마다 산소를 운반하는 방식이 다르다는 것을 찾아보면서, 사람의 혈액은 붉은색이지만 어떤 생물은 푸른색 혈액을 가진다는 점이 궁금하게 느껴졌다. 특히 철이 아닌 구리를 중심으로 산소를 운반하는 단백질이 있다는 사실에 놀라움을 느끼고, 그 구조와 작용 원리를 더 깊이 알아보고 싶었다. 같은 기능을 수행하지만 전혀 다른 금속 원소를 사용하는 이유가 무엇인지, 그것이 생명체의 환경 적응이나 진화와 어떻게 연결되는지 탐구하고 이 과정에서 화학과 생명과학의 개념이 어떻게 융합되어 적용되는지 함께 살펴보는 것이 의미 있을 것이라 판단해 주제로 했다.

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5) 2일차 탐구한 내용

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5) 2일차 탐구한 내용

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포유류를 포함한 대부분의 척추동물에서 산소는 적혈구 내의 헤모글로빈 단백질에 의해 운반되는데 헤모글로빈은 네 개의 폴리펩타이드 사슬과 각 사슬에 결합된 헴이라는 철 이온을 포함한 복합 단백질이고 폐포내 산소 분압이 높을 때, 산소 분자는 확산을 통해 폐 모세혈관 내로 들어오고, 철 이온과 결합하여 옥시헤모글로빈을 형성함 그리고 결합된 산소는 혈류를 통해 조직으로 운반되는것을 깨닫게 되어서 조직 내 산소 분압이 낮고, 이산화탄소 농도와 수소 이온 농도가 높을수록 보어 효과에 의해 헤모글로빈의 산소 친화도가 낮아져 산소가 방출된다는 것을 보고 이때 산소는 세포로 확산되어 세포호흡에 이용되는것을 분석 그리고 산소를 방출한 헤모글로빈은 다시 이산화탄소와 수소 이온을 일부 결합하거나 용해된 형태로 폐로 돌아가고, 이산화탄소는 폐포에서 외부로 배출된다는 것을 분석함.

보어효과란 보어효과는 헤모글로빈이 산소 결합력을 조절하는 현상으로, 이산화탄소 농도나 pH 변화에 따라 산소 운반 효율이 달라집니다.

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6) 3일차 탐구한 내용

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6) 3일차 탐구한 내용

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스트레스를 받으면 정말로 심박수가 높아지는지에 대해 알아보기 위해 심박수 측정이 가능한 스마트워치를 이용하여 간단한 관찰 활동을 진행했다. 스마트워치를 착용하고 있는 친구 2명 정도를 섭외하여 각각 다른 상황을 제시하여 스트레스를 받게 하였다. 한 친구에게는 시험 점수로, 다른 한 친구에게는 좋아하는 아이돌로 스트레스를 느끼게 한 결과 원래는 84~90 정도이던 심박수가 100이 넘도록 심박수가 올라가는 것을 확인했다. 앞서 조사했던 스트레스로 인해 활성화된 교감 신경이 심박수를 높게 한다는 사실을 눈으로 직접 확인했다.

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6) 3일차 탐구한 내용

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6) 3일차 탐구한 내용

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질병의 범위에서 보았을 때 dna와 rna 중 어느 것 때문에 병이 발생하는지에 대해서 보았을 때 dna는 비감염성 질환에 높은 기여를 하고 있고 rna는 감염성 질환에 높은 기여를 하고 있다. WHO, CDC, 2020~2024 통계를 보면 dna가 74%를 차지 할 정도로 많다. 이렇게 많은 이유는 비감염성 질병이 감염성 질병보다 장기적이고 dna 속 유전 정보에 질병에 관한 정보가 들어있다 보니 rna의 변이가 빨리 일어나고 전염이 잘된어 질병이 더 많이 일어나는 것보다 유전 정보 속 질병에 대한 정보 때문에 일어나는 일이 더 많다 라는 것을 알 수 있었다.

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6) 3일차 탐구한 내용

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6) 3일차 탐구한 내용

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유전자와 환경 요인의 상호작용에 대해 분석했다. 여러 논문과 자료를 통해, 동일한 유전자형을 가진 사람이라도 훈련, 영양, 생활습관 등 환경적 요인에 따라 운동 능력에 큰 차이가 나타날 수 있다는 사실을 알게 되었다. 예를 들어, ACTN3 RR형을 가진 두 사람이 있다고 해도, 한 사람은 꾸준한 훈련과 영양 관리를 통해 뛰어난 운동 능력을 보일 수 있지만, 다른 한 사람은 훈련 부족이나 잘못된 생활습관으로 인해 기대만큼의 성과를 내지 못할 수 있다는 점을 확인했다. 이를 통해 유전자와 환경이 모두 중요하며, 상호작용을 통해 최적의 운동 능력이 발휘된다는 결론을 내릴 수 있었다. 이러한 내용을 도식화하여 정리했다.

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6) 3일차 탐구한 내용

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6) 3일차 탐구한 내용

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스마트팜의 원칙과 기대효과를 알아본뒤 스마트팜 기술을 사용하는 해외기업인 네덜란드, 일본, 미국 등의 주요국이 공통적으로 실행하고 있는 경영전략이 대규모 투자 유치, 시설의 규모화, 재배기술 고도화, 자동화 등의 전략을 취하고 있다는 것을 알아냈다. 또한 한국의 스마트팜 도입률이 적은것을 알게된후 이를 극복할 방법도 조사하였다.

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6) 3일차 탐구한 내용

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6) 3일차 탐구한 내용

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약의 흡수란 투여된 약물이 위장관이나 다른 투여 부 위에서 혈류로 이동하는 과정이다. 약물의 흡수과정은

경구 투여, 주사, 흡입 등 다양한 경로로 약물 이 투여된다. 경구 투여된 약물은 주로 위와 소장에서 흡수된다. 흡수된 약물은 혈액으로 들어가 전신 순환을 통해 작용 부위로 이동한다. 약물의 흡수에 영향을 미치는 요인은 용해도,입자크기,지용성과같은 약물의 물리화학적특성과 경구,주사,흡입 등의 투여경로와 PH,음식물,위 배출 속도와 같은 위장관 환경,신체상태이다

약물의 흡수를 최적화하는 방법은 공복(식전30분 또는 식후2시간)에 복용한다 그리고 충분한 물과 함께 복용한다.또한 연구에 따르면 오른쪽으로 누워서 약을 복용하면 약효가 더 빨리 나타날수있다. 그리고 다른 약물,음식과 복용약물의 상호작용을 피해야한다.

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6) 3일차 탐구한 내용

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6) 3일차 탐구한 내용

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오늘은 환자의 상태에 따라 약물 투여 방식이 어떻게 달라지는지 조사했다. 응급 상황, 만성 질환, 급성 발작 등 여러 상황에서 투여 방식이 달라지는 이유를 알아보았다. 심한 알레르기 반응인 아나필락시스에는 에피네프린을 근육주사로 빠르게 투여한다. 천식 급성 발작에는 흡입제를 사용해 약물이 폐에 직접 닿아 빠른 효과를 낼 수 있다. 고혈압이나 당뇨 같은 만성 질환은 경구약이나 패치를 통해 꾸준히 약물을 복용한다. 협심증 급성 발작 시에는 혀 밑에 넣는 설하정을 사용해 빠르게 흡수시키는 것이 효과적이다. 이번 탐구를 통해 응급 상황에서는 빠른 흡수가 중요하기 때문에 근육주사나 흡입제처럼 직접 작용하는 투여 방식이 필요하다는 점을 알았다. 반면 만성 질환에서는 복용 편의성과 지속성이 중요해 경구약이나 패치가 적합하다는 것도 알게되었다.

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6) 3일차 탐구한 내용

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6) 3일차 탐구한 내용

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어제 도출된 설문의 결과와 다양한 학술 자료를 종합하여 탐구활동을 종합해보는 시간을 가졌다. 디지털기술에서 소외되고 있는 인간의 정체성 문제에 관심을 가지고 이를 정보+국어과목에서 배운 내용들을 확장하여 나의 생각을 정리하는 PPT자료를 제작하고 있는 중이다. 현재 발표자료의 목차와 대략적인 근거가 되는 내용을 조직하였으며 내일 나의 주장을 명확히 할 수 있는 자료를 보완하여 융합적인 사고를 돕는 발표자료를 제작하려 한다.

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6) 3일차 탐구한 내용

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6) 3일차 탐구한 내용

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연체동물과 절지동물의 혈액에서는 철 대신 구리 이온을 이용한 산소 운반 단백질인 헤모시아닌이 존재하여 이는 혈장에 용해된 형태로 존재하며, 헤모글로빈과 달리 세포 내 아니라 혈장 내에 자유롭게 존재하고 헤모시아닌은 산소 분압이 높은 아가미 또는 외투막과 같은 호흡 기관에서 산소를 받아들입니다. 이때 구리 이온은 산소와 결합하여 청색의 옥시헤모시아닌으로 변합니다. 이 복합체는 체액을 따라 순환하며 산소를 조직으로 운반합니다. 조직에서 산소 분압이 낮아지면 산소가 분리되어 세포에 전달되고, 헤모시아닌은 다시 무산소 상태의 탈산소 형태로 순환합니다. 헤모시아닌은 온도, pH, 이산화탄소 농도에 따라 산소 친화도가 달라지며, 이는 생물의 생리적 적응에 중요한 역할을 한다는 것을 깨달았다.

또한 예시로는 오징어로 오징어는 깊은 해역에서의 저산소 환경에 적응하기 위해 헤모시아닌의 산소 결합 특성을 조절한다는 것도 있다.

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모든 활동을 마친 후 정신간호에서는 환자가 스트레스나 불안 반응을 보일 때 교감신경이 과도하게 활성화되지 않도록 돕는 것이 중요하며 간호사는 환자의 감정을 경청하고 공감하며 불안을 줄여주는 따뜻한 말과 행동을 통해 심리적 안정을 느끼게 해야 한다는 점을 배우게 되었다. 이를 바탕으로 앞으로는 평소 스트레스를 받고 힘들어하는 친구들을 발견하면 고민 상담을 해주는 등 실천할 수 있다고 생각했다. 또한 자율신경계가 스트레스 상황에서 어떻게 반응하는지, 그리고 도서와 스마트워치를 활용한 간단한 관찰 활동을 통해 감정 상태와 자율신경계의 연관성을 이해할 수 있었다. 마지막으로 감정 상태를 민감하게 살피는 것의 중요성과 스트레스 관리의 필요성을 깊이 깨닫게 되었으며 이 내용으로 탐구보고서를 작성하였다.

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추가적으로 조사한 바로 비감염성 질환으로 파킨슨병을 조사해보고자 한다. 파킨슨병은 오랫동안 해결책 없이 지속적으로 사람들을 괴롭혀 온 병인데 2025년 6월 이를 해결하는데에 대한 실마리를 찾았다는 논문이 나왔다. 파킨슨 병이 일으키는 문제로는 수전증과 같이 손을 떨거나 한 일이 일어나게 하는 병이다. 논문에서 PINK1 딘백질이 미토콘드리아가 손상될 경우 이를 회복시키는 일을 하지만 차킨슨병은 이 PINK1이 미토콘드리아가 다쳐도 이를 회복하도록 인식하지 못하게 한다. 그리하여 미토콘드리아에는 독소가 쌓이게 되고 결국 물질대사를 책임지는 미토콘드리아가 죽게 되고 이로 행동에 제약이 생기게 한다. 하지만 논문에서 제시된 내용으로 PINK1이 어떻게 활성화되는가와 활성화 되었을때 생김새의 차이를 통해 파킨슨병을 치료할 수 있을 것이라고 발표했다

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지금까지 탐구한 내용을 종합하여 결론을 내리고, 탐구보고서를 마저 작성했다. 운동 능력은 타고난 유전자의 영향이 가장 큰것은 사실이지만, 환경적 요인이 함께 작용하여 결정된다는 점을 다시 한 번 강조했다. 유전자 검사는 개인의 운동 적성이나 트레이닝 방법을 찾는 데 도움이 될 수 있지만, 꾸준한 훈련과 올바른 생활습관이 반드시 병행되어야 한다는 점을 시사점으로 정리했다. 마지막으로, 탐구 과정과 결과, 그리고 참고문헌을 정리하여 최종 보고서를 완성했다.

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두 단백질이 왜 서로 다른 동물군에서 선택되었는지, 그리고 환경 적응 및 진화적인 관점에서 어떤 의미를 가지는지 탐구함.

헤모글로빈은 철 이온을 중심으로 산소와 결합하며, 주로 적혈구 내에 존재하는 4차 구조 단백질이다. 산소 친화도는 pH나 이산화탄소 농도에 따라 조절되며(보어 효과), 이는 고대기 대기 중 산소 농도가 높아진 이후, 내온성 동물의 높은 대사 요구를 충족하는 방향으로 진화한다. 실제로 고산지대에 서식하는 포유류는 헤모글로빈의 산소 친화도를 증가시키는 돌연변이를 통해 저산소 환경에 적응하였고, 이는 분자 수준에서의 진화적 선택이 생존에 직접적으로 작용한 예라고 할 수 있다.

반면, 헤모시아닌은 구리 이온을 이용해 산소와 결합하며, 주로 절지동물이나 연체동물의 혈림프에 용해된 형태로 존재한다. 헤모시아닌은 개방순환계를 가진 생물에게 적합하며, 상대적으로 산소 친화도는 낮지만 온도 변화와 저산소 환경에서도 안정된 결합 능력을 유지할 수 있도록 진화하였다. 예를 들어, 극지방에 서식하는 갑각류나 심해 오징어는 헤모시아닌의 단위 구조 또는 pH 반응성을 조절하여 산소 운반 기능을 유지하고 있다. 이는 무척추동물의 생리적 제약 속에서 이루어진 구조적·기능적 최적화로 해석할 수 있다.

두 단백질은 모두 산소 운반이라는 공통된 기능을 수행하지만, 그 구조적 특징과 조절 메커니즘, 그리고 적응 환경은 뚜렷이 구분되는것을 확인함. 헤모글로빈은 주로 빠르고 높은 대사율을 요구하는 동물에게 적합하며, 헤모시아닌은 환경 조건이 가혹하고 순환 구조가 느슨한 동물에게 유리한것을 분석함. 이처럼 생물의 산소 운반 체계는 단순한 진화의 결과가 아니라, 서식 환경과 생리적 요구에 따른 선택적 압력의 결과임을 확인했다.

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(사례분석)

아세트아미노펜은 경구투여와 주사제 모두 사용 가능하며, 효과 발현 시간과 지속 시간에 차이가 있다

경구 아세트아미노펜의 장점은 위장 장애가 적고, 비교적 안전하게 사용할수있다 단점은 효과 발현까지 시간이 걸리고,고용량 투여 시 간 손상 위험이 있다

대표적인 예는 타이레놀 정, 써스펜이 있다

아세트아미노펜 주사제는 장점은 경구 투여가 어려운 경우나 빠른 효과가 필요한 경우에 사용된다. 단점은 주사 과정에서 감염 위험이 있고 부작용 발생 가능성이 있다. 대표적인 예는 프로파세타몰 주사제가 있다.

우선 경구투여의 경우 효과발현 시간은 30분~1시간이며 지속시간은 4~6시간이다. 주사투여의 경우 효과 발현 시간은 5~15분이며 지속시간은 2~4시간이다.

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이번 탐구에서는 경구 복용, 근육주사, 흡입제, 설하정, 경피 패치 등 다양한 투여 방식의 장단점과 실제 사례를 비교해보았다. 경구 복용은 복용이 쉽고 관리가 편리하지만, 위장을 거쳐야 해 흡수에 시간이 걸린다. 반면 근육주사는 빠르게 작용하며 위장을 통하지 않아 흡수율이 높지만, 통증이 있고 의료인이 필요하다. 흡입제는 폐로 직접 들어가 효과가 빠르고 전신 부작용이 적지만, 사용법이 익숙하지 않으면 효과가 떨어진다. 설하정은 점막에서 직접 흡수되어 매우 빠른 효과를 내며, 응급 시에 유용하다. 경피 패치는 일정하게 약물을 흡수시켜 효과가 오래가지만, 피부 자극이 생길 수 있다. 사례를 통해 확인한 결과, 천식에는 흡입제, 협심증에는 설하정, 고혈압에는 경구약, 아나필락시스에는 근육주사 등 질환에 따라 가장 적합한 방식이 달랐다. 이번 탐구를 통해 약물 치료에서 ‘어떻게 투여하느냐’는 환자의 상태와 약물 특성에 따라 달라지며, 치료 효과에 중요한 영향을 미친다는 것을 알게 되었다.

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어제 도출된 설문의 결과와 다양한 학술 자료를 종합하여 탐구활동을 종합해보는 시간을 가졌다. 디지털기술에서 소외되고 있는 인간의 정체성 문제에 관심을 가지고 이를 정보+국어과목에서 배운 내용들을 확장하여 나의 생각을 정리하는 PPT자료를 제작하고 있는 중이다. 현재 발표자료의 목차와 대략적인 근거가 되는 내용을 조직하였으며 내일 나의 주장을 명확히 할 수 있는 자료를 보완하여 융합적인 사고를 돕는 발표자료를 제작하려 한다.

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운동 능력과 관련된 유전자(ACE, ACTN3, PPARA)에 대한 탐구를 자율적 교육과정 프로젝트로 수행함. 유전자와 환경요인의 상호관계, 유전적 차이에 따른 운동능력의 차이, 유전자 정보의 스포츠 적용 등 핵심질문을 설정하고, ‘유전적 변이’, ‘근육섬유 유형’, ‘운동 생리학’, ‘맞춤형 트레이닝’, ‘유전자 검사’ 등 다양한 키워드로 자료를 조사함. [스포츠 유전자(탁월한 운동 능력은 어디에서 나오는가)-데이비드 엡스타인] 등 참고도서를 읽으며 독서활동을 병행하고, 실제 운동선수 연구 사례와 논문 분석, 맞춤형 트레이닝 사례 탐구를 통해 유전자와 환경의 상호작용이 운동 능력에 미치는 영향을 과학적으로 이해함. 학교 체육 수업이나 동아리에서 유전자와 운동 능력의 관계에 대한 설문조사와 토론을 진행하고, 각자의 신체적 특성과 운동 경험을 바탕으로 맞춤형 운동 계획을 세워보는 활동을 실천적으로 제안함.
이 과정에서 유전자 정보의 윤리적 활용과 개인정보 보호의 중요성도 함께 고찰함.

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자율적 교육과정 프로젝트에 참여하여 스트레스 상황에서 자율신경계가 어떻게 반응하는지 탐구 주제를 정해 교감신경과 부교감신경의 생리적 변화와 감정 상태의 연관성을 조사했다. 가진 소설책 중 두 개를 참고도서로 정하여 읽고 인물의 감정 반응을 분석하며 문학적 이해를 더했으며 스마트워치를 이용해 실제 심박수 변화를 확인했다. 이 활동들을 통해 환자의 불안과 스트레스를 공감과 경청으로 완화하는 정신간호적 태도의 중요성을 스스로 깨닫고 실천 방안을 고민했다.

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자율적 교육과정 프로젝트에 참여하여 질병속 rna와 dna가 미치는 영향이라는 주제를 선정하고 스스로 질병 속 rna와 dna가 어떤 방식으로 작용하는가라는 질문을 만들어 답을 찾는 탐구활동을 수행함.이를 위해 후성유전학,단일 유전자 질환,스플라이싱 등의 핵심 키워드로 자료를 조사함.도서,시드하르타 무케르지의 유전자의 내밀한 역사 라는 책을 읽고, 독서활동을 통해 dna의 환경에 상호작용과 하나의 유전 물질 변화에 따른 형질 변화의 차이 등을 학습함.후성유전학과 단일 유전자 질환을 통해 감염성 질환에서의 dna와 rna가 주는 변화의 차이과 스플라이싱을 통해 비감염성 질환에서의 rna와 dna에 차이를 통해 해결 방안으로 파킨슨병을 예로 비감염성 질환의 경우 스플라이싱 오류로 PINK1가 영향을 끼친다는 것을 통해 비감염성 질병에 대한 치료 가능성을 모색과 감염성 질환은 후성유전학,단일 유전자 질환의 영향에 의해 발생하는 경우 감염성 질병의 특징을 빠르게 특정할 수 있다는 방안를 제안함

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자율적 교육과정 프로젝트에 참여하여 '척추동물의 헤모글로빈과 무척추동물의 헤모시아닌의 비교’로 주제를 선정하고 스스로 핵심 질문 헤모글로빈과 헤모시이닌의 구성 차이, 헤모글로빈과 헤모시아닌의 산소 운반 방법, 헤모시아닌과 헤모글로빈를 가지는 동물들이 있는 이유을 만들어 답을 찾는 탐구활동을 수행함. 이를 위해 헤모글로빈, 헤모시아닌, 무척추동물, 척추동물등의 핵심 키워드로 자료를 조사함. 산소 운반 단백질을 주제로 척추동물의 헤모글로빈과 무척추동물의 헤모시아닌에 대해 비교,탐구하였다. 두 단백질의 구조적 차이를 분석하며 금속 이온의 종류, 색 변화, 단백질 구조 및 혈액 내 위치 등을 정리하고, 각각 헤모글로빈과 헤모시아닌의 산소 결합 및 해리 과정과 보어 효과, pH-온도 민감성 등을 중심으로 산소 운반 경로를 비교하였다. 이들의 선택이 어떻게 환경 조건과 생물의 순환계 구조에 따라 진화적으로 결정되었는지 분석함. 이번 탐구는 생명과학 지식의 확장을 넘어, 실제 임상 현장에서 산소 포화도와 산소 운반에 대한 이해가 중요한 간호사의 역할을 미리 체감할 수 있는 계기가 되었으며, 다양한 생물의 생리 메커니즘을 비교 분석하는 과정에서 간호학과 진학에 필요한 분석력과 논리적 사고력을 기를 수 있었다.

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자율적 교육과정 프로젝트에 참여하여 '기후 변화와 디지털 농업을 통한 지속가능한 농업 경영 전략’을 주제로 선정하고 기후 변화에 따른 농업의 생산성 저하 문제를 해결하기 위한 디지털 농업 기술과 스마트팜 시스템에 대해 탐구함. 특히 스마트팜 기술을 농업 경영 전략으로 활용하는 방식에 주목하였고, ICT 기반 자동화 시스템이 생산성 향상, 비용 절감, 품질 안정화 등에 미치는 영향을 분석함. 또한 네덜란드, 일본, 미국 등의 사례를 통해 기업 투자 및 정책 지원이 농업 경쟁력 확보에 중요한 역할을 한다는 점을 파악하고, 우리나라 스마트팜 산업의 활성화를 위한 경영적 접근(기업 유치, 인재 양성, 친환경 기술 개발 등)의 필요성을 인식함. 디지털 기술이 미래 농업 경영의 핵심 자산이 될 수 있다는 점에서, 변화하는 산업 구조 속에서 경영학적 사고와 전략 수립 능력의 중요성을 체감함.

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약물이 체내에서 작용하는 과정을 생명과학과 화학의 관점에서 분석하고자 ‘약의 흡수 속도와 효과 분석’이라는 주제로 탐구를 수행하였다. 생명과학1에서 배운 소화기관의 구조, 간의 해독 기능, 효소 작용을 바탕으로 약물이 어떻게 흡수되고 대사되는지를 정리하고, 화학1의 반응 속도, 촉매 작용, 반응 조건 개념을 적용해 약물 작용 속도에 영향을 주는 요인을 과학적으로 해석하였다. 제형에 따른 약물의 흡수 속도 차이를 조사하고, 복용 방법과 흡수율의 관계를 분석함으로써 올바른 복약 습관의 중요성을 인식하였다. 또한 아세트아미노펜의 경구투여제와 주사제의 장단점을 비교하고 지속시간과 효과발현시간을 분석하였다.또한 사람마다 간의 대사 능력 차이로 약물 효과가 달라질 수 있음을 알고, 향후 개인 맞춤형 약물 처방의 필요성까지 확장해 사고하였다. 과학적 개념을 실제 생활 문제에 적용하며 생명과학과 화학의 융합적 사고력을 바탕으로 탐구 역량을 발전시킴.

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자율적 교육과정 프로젝트에 참여하여 ‘약물 투여 방식에 따른 흡수 속도와 치료 효과의 차이’를 주제로 선정하고, ‘약물이 체내에 흡수되는 경로에 따라 효과가 어떻게 달라지는가’, ‘환자 상태에 따라 어떤 방식이 선택되는가’, ‘각 방식의 장단점은 무엇인가’라는 핵심 질문을 설정하여 탐구활동을 수행함. 이를 위해 흡수 경로, 약물 전달 방식, 작용 시간, 치료 효과, 환자 상태 등의 핵심 키워드로 자료를 조사함. 경구 복용, 근육주사, 정맥주사, 흡입제, 설하정, 패치 등 각 방식의 특성과 작용 속도를 비교하고, 아나필락시스, 천식 발작, 고혈압, 협심증 등 질환별 실제 적용 사례를 분석함. 이를 통해 특정 상황에서 적절한 투여 방식이 어떻게 결정되는지를 이해하고, 흡수 속도, 투여 용이성, 지속 시간 등을 바탕으로 장단점을 종합함. 약물의 효과는 단순히 성분이 아니라 ‘어떻게 전달되는가’에 따라 달라진다는 점을 탐구를 통해 확인함.

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(예시) 자율적 교육과정 프로젝트에 참여하여 '❶’ 주제를 선정하고 스스로 ❹핵심 질문(~, ~, ~)을 만들어 답을 찾는 탐구활동을 수행함. 이를 위해 ❻~,~,~,~, 등의 핵심 키워드로 자료를 조사함. ❼참고도서(~, ~, ~) 책을 읽고, ❽독서활동을 통해~, ❾조사 및 사례 분석~ 등을 학습함. ❿나만의 특색 활동/ 해결 방안으로 ~를 제안함.

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자율적 교육과정

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20706김태영 자율적 교육과정

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20625 허재준 자율적 교육과정

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20621장하랑 교과융합 보고서

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20623추보경 자율적교육과정

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20702 ㅊㅚ종 김다윤 자율적 교육과정(1)

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세계지리 8단원의 내용과 정보 1단원의 내용을 알아보고 탐구활동을 위해 심화 탐구하여 조사하였다. 기후변화에 따른 농업 영향력, 디지털 농업, 스마트팜의 경영전략 등의 자료들을 한번에 정리하고 각 사례들을 필요한 정도만 요약하였다. 또한 필요한 자료의 사진을 보고서에 삽입하여 작성하였다.