세균은 빠르게 증식하고 세대교체가 빨라 DNA 복제 중 돌연변이가 자주 일어나는데, 이 중 일부 돌연변이는 항생제의 작용을 회피할 수 있도록 만들어준다. 예를 들어, 항생제가 공격하는 세포벽 단백질의 구조가 변형되면 항생제가 더 이상 결합하지 못해 효과가 없어지게 된다. 또 다른 중요한 원인은 세균 간 유전정보 교환이다. 세균은 플라스미드라는 작은 DNA 조각을 통해 내성 유전자를 다른 세균에게 전달할 수 있으며, 이를 통해 내성이 급속히 퍼질 수 있다.

이러한 내성은 인간의 항생제 오남용에 의해 더욱 촉진된다. 감기와 같은 바이러스 질환에 항생제를 잘못 사용하거나, 처방받은 항생제를 끝까지 복용하지 않고 중단하는 경우, 살아남은 일부 세균이 내성을 가지게 되어 점차 내성균이 우세해집니다.

항생제에 노출된 세균 중에서는 항생제에 내성을 가진 세균만이 살아남을 수 있습니다. 그리고 이런 세균들이

번식하면서, 항생제에 저항하는 세균들이 점점 더 많아집니다. 이렇게 항생제 내성은 빠르게 퍼질 수 있습니

다.

그래서, 항생제를 너무 많이 사용하거나 잘못 사용하면 항생제에 저항력이 있는 세균만이 살아남게 되고,이

런 세균들이 번식하면서 항생제에 저항하는 세균들이 점점 더 많아져 항생제가 더 이상 효과를 발휘하지 못하

게됩니다.

그래서 항생제는 의사의 처방에 따라 정확한 복용기간과 용법을 지켜야 합니다.

상기한 내용을 바탕으로 같은 반 학우들 앞에서 발표를 하였다

이를 통해 나는 나와 나의 모둠이 찾은 '항생제의 내성'을 나의 기억에 더욱 확실히 남길 수 있었다.

또한 학우들에게 설명해줌으로써 학우들에게도

의미있고 유용한 지식을 알려줄 수 있는 좋은 경험이 되었다.

세균이 항생제에 내성을 갖게 되는 이유는 세균의 생존 본능과 진화 과정에서 비롯됩니다. 세균은 증식 과정에서 DNA에 돌연변이가 발생하는데, 이 돌연변이 중 일부는 항생제에 대한 저항력을 지니게 합니다. 항생제에 노출된 환경에서는 이러한 내성을 가진 세균만이 살아남아 번식하게 되고, 결과적으로 항생제에 저항하는 세균들이 점점 더 많아지게 됩니다. 따라서 항생제를 과도하게 사용하거나 잘못 사용하면, 내성을 가진 세균이 빠르게 확산되어 항생제가 더 이상 효과를 발휘하지 못하는 상황이 발생할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해서는 항생제를 반드시 의사의 처방에 따라 복용하고, 정해진 기간과 용법을 정확히 지켜야 합니다.

이번 탐구를 통해 항생제 내성의 원리와 그 위험성에 대해 구체적으로 이해하게 되었고, 중학생 시절 피부과에서 항생제를 장기간 처방받았던 경험이 떠올랐습니다. 당시에는 항생제가 왜 몸에 좋지 않은지 몰랐지만, 이번 조사를 통해 그 이유를 명확히 알게 되었고, 항생제 사용에 대한 경각심도 갖게 되었습니다.

발표 끝부분에는 항생제를 무분별하게 사용했을 때 발생하는 항생제 내성 문제를 비중 있게 다루었으며, 페니실린이 과거 감염병 치료에 획기적인 전환을 가져왔지만, 너무 많이 사용하면 세균이 점점 내성을 가지게 되어 향후 치료가 어려워질 수 있다는 점을 과학적으로 고찰하였다. 이처럼 주제에 대한 깊이 있는 탐구를 바탕으로 발표 자료를 스스로 구성하여 발표를 진행하였고, 과학 지식을 단순히 암기하는 데 그치지 않고 사회적·윤리적 문제로까지 확장하여 탐구하는 태도를 보였으며, 자기주도적인 학습 태도, 과학적 사고력, 과학과 사회의 관계를 통합적으로 이해하려고 하였다.

이 활동을 하면서 과학의 발견이 사회와 인류에 어떤 영향을 주는지 깊이 있게 생각해볼 수 있었다. 페니실린은 단순한 약이 아니라, 수많은 생명을 살린 '기적의 항생제'였으며, 그 시작이 한 연구자의 우연한 발견이었다는 점에서 과학의 가치는 호기심과 관찰력, 그리고 끊임없는 탐구에 있다는 것을 느꼈다.이 활동을 통해 과학 지식을 생활 속 문제와 연결해보고, 스스로 생각을 확장해보는 경험을 할 수 있었다.

고대 사회에서는 감염을 치료하기 위해 곰팡이를 사용했으며 이후에 많은 사람들이 곰팡이에 의한 세균의 생장 억제를 관찰했다. 스코틀랜드의 의사 알렉산더 플레밍은 1928년에 런던의 세인트 메리 병원에서 근무하던 중 푸른 곰팡이가 항균 물질을 분비한다는 사실을 최초로 실험적으로 확인하고 이를 "페니실린이라고 명명했다. 이 곰팡이는 그의 실험실에서 배양된 세균 배지의 오염 물질인 페니실리움 노타툼(현재는 페니실리움 크리소게눔(Penicillium chrysogenum)이라고 함)의 변종인 것으로 밝혀졌다. 세인트 메리 병원에서의 페니실린 연구는 1929년에 끝났다.

페니실린은 최초의 항생제로, 박테리아의 세포벽 생성을 억제하여 박테리아를 죽이는 작용을 한다. 특히 그람 양성균에 효과가 크며, 폐렴, 성홍열, 매독, 인두염, 폐혈증, 수막염, 농양 등 다양한 세균성 감염병 치료에 활용되었다. 이 약물은 제2차 세계대전 중에 미군과 연합군 병사들의 감염 치료에 사용되면서 큰 성과를 거두었고, 전쟁 중 부상자들의 사망률을 급격히 낮추는 데 결정적인 기여를 하였다. 이로 인해 페니실린은 '기적의 약'이라 불리게 되었으며, 20세기 의학의 혁명이라 평가받는다.

사회적으로는 페니실린의 등장이 감염병으로 인한 사망률을 현저히 낮추면서 평균 수명을 증가시키고 공중보건의 수준을 향상시키는 데 기여했다. 또, 이전에는 치명적이었던 감염이 치료 가능해지면서 의학계 전반에 엄청난 변화를 가져왔고, 이후 다양한 종류의 항생제 개발이 이어지는 계기를 마련했다. 특히 1945년 플레밍, 플로리, 체인은 이 공로로 노벨 생리의학상을 공동 수상하였다.

한편 페니실린의 대량 생산은 미국과 영국의 정부 및 민간 제약회사의 협력으로 이루어졌으며, 이 과정에서 딥탱크 배양법이라는 새로운 미생물 배양 기술이 개발되어 산업적인 의약품 생산의 기반을 마련하게 되었다. 또한 이후 발견된 곰팡이 종인 페니실리인보다 더 높은 수율을 보여 대체되었으며, 유전자 돌연변이 기법으로 생산 효율을 더욱 높이게 되었다.

하지만 페니실린의 광범위한 사용은 곧 박테리아의 내성 문제를 불러왔고, 1940년대 후반부터는 페니실린 내성균이 보고되기 시작했다. 이에 따라 메티실린, 암피실린 등 다양한 페니실린계 항생제와 다른 계열의 항생제가 개발되었으며, 오늘날 항생제 내성은 세계적인 보건 문제로 대두되고 있다.

페니실린은 항생제의 시초로서 의학, 과학, 산업, 전쟁, 사회 전반에 걸쳐 큰 영향을 끼쳤으며, 생명과학 연구의 새로운 장을 열었다. 현대 항생제 치료의 기초가 되었으며, 감염병의 역사 자체를 바꾼 전환점으로 평가받는다.

플레밍은 세인트메리 병원 예방접종과 세균학 교수로 일하며 포도상구균을 연구하고 있었다. 1928년 여름 플레밍은 휴가를 다녀온 후 곰팡이가 포도상구균을 기르던 접시 주변의 포도상구균을 녹였다는 사실을 알게 된다. 플레밍은 이 사실을 근거로 푸른곰팡이를 연구한 끝에 800배 정도로 희석해도 세균 증식 억제 기능을 그대로 지닌 물질을 발견한다. 그는 이 물질을 페니실린이라고 불렀다. 이렇게 페니실린이 누가 어떻게 발견하게 되었는지에 대해 조사를 통해 알게되었다.

중학교때부터 과학시간에 현미경을 종종 접해보았지만 별로 크게 관심이 있지는 않았기에 이번 과탐실수업을 통해 현미경 현미경의 구조와 기능에 대해서 정확히 알수있는 계기가 되었다.

실험 전,중, 후에 따라서 항상 안전이 중요하다는 것은 알고있었지만 정확한 안전수칙을 인지하고있는것은 아니었기에 과탐실수업이 안전수칙을 다시 되새길 수 있는 좋은 계기가 되었고 그 이후에 실험실에서 수업이 진행될때에 안전수칙을 떠올리며 잘 지킬수있도록 하였다.

모둠활동을 통해 생활 속에서 세균을 찾고 배양하는 실험을 진행했다. 모둠 안에서 서로 상의하며 역할을 정하고 세균을 채취할 대상을 정했다. 나는 모둠 내에서 기록자 역할을 맡았고 세균 채취대상은 생활에서 사용을 많이 한 볼펜으로 하였다. 멸균면봉으로 볼펜을 10초정도 문지르며 세균을 채취하고 시료가 묻은 면봉을 증류수가 담겨있는 E-tube 안에 넣고, 안에서 몇번 저어주어 세균을 증류수에 희석했다. 그 후 스포이드를 이용하여 E-tube안의 액체를 3방울을 배지 중앙에 가능한 고르게 떨어뜨렸다.

떨어뜨린 액체 위에 교과서로 가볍게 눌러 시료가 배지에 균일하게 퍼지도록했다. 기록이 역할로써 패트리 필름에 조 이름, 채취장소,날짜를 마커로 표시했다. 그러고 나서 항온기에 6일간 보관하였다. 페트리필름을 관찰하는데 처음보는 세균의 모습이 신기했고 볼펜에 이렇게 많은 세균이 있을지 몰랐기에 살균세척을 자주 해줘야겠다는 생각이 들었다.

다른모둠의 관찰결과를 비교해보았을때 패드화명이 가장 더러워보였다. 왜냐하면 다른 모둠과는 달리 검은색 얼룩도 함께 나타나서 더 더럽고 세균이 많아보였기 때문이다. 생활에서 많은 세균들을 접하고있다는 것을 알았기에 이 세균들을 줄이려면 손을 자주씻고 내 주변 물건들도 살균세척과정을 자주 해줘야겠다고 생각했다.

모둠활동으로 우리주변의 천연 항생물질을 조사했다. 나와 주영이,다은이가 자료조사를 하여 발표자인 예은이에게 보내주면 에은이가 대본을 작성할 수 있도록 역할 분배를 하였다. 천연 항생물질에는 마늘,꿀,계피,코코넛오일,생강,녹차,양파 등이 있었다. 천연항생물질만 들었을때는 되게 생고했는데 막상 예시들을 보고나니 우리 주변에 흔하고 쉽게 접할 수 있는 물질이었다는 것을 알게되었다. 또한 천연 항생 물질의 장점에는 내성발생의 위험이 낮고 면역력강화에 좋으며 부작용이 적다는 것을 깨닫게되었고 조사 중 알게된 예시들 중에서 어떤 물질이 가장 항균효과가 좋은지도 비교해보고 싶어졌다. 이외에 다른 모둠의 발표를 경청하며 항생제란 무엇인지,항세제의 작용과 천연재료에 따른 관련 항생물질과특징,왜 항생제내성이 생기는지까지 알게되었다.