| 2015 개정 교육과정 고등학교 과학 계열 전문 교과 ('18~'24 高1) | |||
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| ■ 이후 교육과정: 2022 개정 교육과정 과학 계열 선택 과목 *: 수학과 선택 과목 | |||
1. 성격
‘고급 생명과학’은 ‘생명과학Ⅰ’, ‘생명과학Ⅱ’를 통하여 생명 현상 전반에 대한 기초 개념을 습득한 과학 계열 고등학교 학생이나 일반계 고등학교에서 과학 과목 중점 교육과정을 이수하는 학생을 대상으로 한다. 최신의 생명과학을 접하고, 보다 전문적인 생명과학 개념을 분자적 수준에서 통합적으로 이해하며, 관심 있는 생명과학의 주제에 대해 과학적으로 탐구하는 능력을 길러 앞으로의 연구 분야에 생명과학의 지식을 활용할 수 있도록 준비하는 과목이다.
‘고급 생명과학’의 내용은 크게 세포의 에너지, 생물의 조절과 방어, 유전자의 구조와 발현, 생명공학의 기술과 응용의 4개 영역으로 나누어지고, 각 영역은 다시 몇 개의 핵심적인 주제로 구성된다. ‘고급 생명과학’의 내용 수준은 대학의 생명과학 분야 전공과목을 이수하는데 필요한 지식 및 탐구 방법을 습득하도록 구성한다. 전체적으로는 생명과학의 종합적인 학문적 특성을 이해하고 다른 분야의 교과 영역과 어떤 연계성이 있는지를 통합적으로 이해하도록 하여 통섭의 시대, 생명과학의 시대에 대비한 기초 과학 소양을 기를 수 있도록 구성한다.
‘고급 생명과학’에서는 다양한 탐구 중심의 학습이 이루어지도록 한다. 또한 기본 개념의 통합적인 이해 및 과학의 탐구 경험을 통하여 과학적 사고력, 과학적 탐구 능력, 과학적 문제 해결력, 과학적 의사소통 능력, 과학적 참여와 평생 학습 능력 등의 과학과 핵심역량을 함양하도록 한다.
과학적 사고력은 과학적 주장과 증거의 관계를 탐색하는 과정에서 필요한 사고이다. 과학적 세계관 및 자연관, 과학의 지식과 방법, 과학적인 증거와 이론을 토대로 합리적이고 논리적으로 추론하는 능력, 추리 과정과 논증에 대해 비판적으로 고찰하는 능력, 다양하고 독창적인 아이디어를 산출하는 능력 등을 포함한다.
과학적 탐구 능력은 과학적 문제 해결을 위해 실험, 조사, 토론 등 다양한 방법으로 증거를 수집, 해석, 평가하여 새로운 과학 지식을 얻거나 의미를 구성해 가는 능력을 말한다. 과학적 탐구를 위해서는 과학 탐구 기능과 지식을 통합하여 적용하고 활용하는 능력이 필요하며 과학적 사고력이 이 과정에 기초가 된다.
과학적 문제 해결력은 과학적 지식과 과학적 사고를 활용하여 개인적 혹은 공적 문제를 해결하는 능력이다. 일상생활의 문제를 해결하기 위해 문제와 관련 있는 과학적 사실, 원리, 개념 등의 지식을 생각해 내고 활용하며 다양한 정보와 자료를 수집, 분석, 평가, 선택, 조직하여 가능한 해결 방안을 제시하고 실행하는 능력이 필요하다. 문제 해결력은 문제 해결 과정에 대한 반성적 사고 능력과 문제 해결 과정에서의 합리적 의사 결정 능력도 포함한다.
과학적 의사소통 능력은 과학적 문제 해결 과정과 결과를 공동체 내에서 공유하고 발전시키기 위해 자신의 생각을 주장하고 타인의 생각을 이해하며 조정하는 능력을 말한다. 말, 글, 그림, 기호 등 다양한 양식의 의사소통 방법과 컴퓨터, 시청각 기기 등 다양한 매체를 통하여 제시되는 과학기술 정보를 이해하고 표현하는 능력, 증거에 근거하여 논증 활동을 하는 능력 등을 포함한다.
과학적 참여와 평생 학습 능력은 사회에서 공동체의 일원으로 합리적이고 책임 있게 행동하기 위해 과학기술의 사회적 문제에 대한 관심을 가지고 의사 결정 과정에 참여하며 새로운 과학기술 환경에 적응하기 위해 스스로 지속적으로 학습해 나가는 능력을 가리킨다.
2. 목표
생명과학의 통섭적 특성에 대한 이해를 바탕으로 생명에 대한 호기심과 흥미를 제공하고, 진로 선택 교과로서 생명과학 관련 전공으로 진학하는 데 필요한 기초 소양을 기르고 실험 기법을 익히도록 한다. 생명과학의 발달 과정, 세포의 특성, 물질대사, 세포 수준에서 나타나는 생명 현상의 분자적 원리, 생물다양성과 진화, 생명공학과 우리 생활 등을 중심으로 관련 핵심 개념에 대한 이해와 탐구 능력을 함양한다.
가. 생명과학이 통섭적 학문임을 이해한다.
나. 호기심과 흥미를 바탕으로 한 창의적인 과학적 문제 해결력을 함양한다.
다. 생명 현상의 핵심 원리인 유전자의 발현과 조절을 분자 수준에서 이해한다.
라. 생체에너지 생산 메커니즘의 심화 개념을 이해한다.
마. 생물의 조절과 방어 메커니즘의 심화 개념을 이해한다.
바. 생명공학 기술의 발달 과정과 우리 생활 속에서의 활용을 이해한다.
3. 내용체계 및 성취기준
3.1. 내용 체계
| 영역 | 핵심 개념 | 일반화된 지식 | 내용 요소 | 기능 |
3.2. 성취기준
3.2.1. 세포의 에너지
세포를 구성하는 고분자 유기화합물의 종류와 기능을 분자구조를 바탕으로 이해한다. 세포의 에너지 대사와 관련된 세포 호흡과 광합성의 전 과정을 단계별로 구분하여 이해하고, 세포 호흡과 광합성의 전자 전달계와 화학삼투를 비교하여 공통점과 차이점을 설명할 수 있도록 한다. 호흡과 발효의 차이를 이해하고 실생활에서 발효를 이용하는 사례를 설명할 수 있도록 한다.
| [12고생01-01] 세포를 구성하는 유기화합물의 종류를 탄수화물, 지질, 단백질, 핵산으로 구분하고 각 물질의 특성을 실험을 통해 확인하고 설명할 수 있다. |
| [12고생01-02] 탄수화물, 지질, 단백질, 핵산의 기능을 각 물질의 분자 구조를 바탕으로 설명할 수 있다. |
| [12고생01-03] 엽록소 형광 발생 실험을 통해 엽록체의 틸라코이드막에서 빛에너지가 흡수되는 과정을 이해하고 빛에너지가 ATP의 화학 에너지로 전환되는 전자전달 과정을 설명할 수 있다. |
| [12고생01-04] 캘빈 회로에서 중간 산물의 생성과 변화 과정을 이해하고, 이를 밝혀낸 과정을 설명할 수 있다. |
| [12고생01-05] 순환적 광인산화와 비순환적 광인산화의 차이를 이해하고 이를 결정하는 요인을 설명할 수 있다. |
| [12고생01-06] 광호흡의 의미를 알고, 환경에 대한 적응의 측면에서 C3, C4, CAM 식물의 차이를 설명할 수 있다. |
| [12고생01-07] 전자현미경 사진에서 미토콘드리아의 미세구조를 확인하고, 발효 실험을 통해 세포 호흡의 해당과정에서 일어나는 기질수준 인산화의 의미를 설명할 수 있다. |
| [12고생01-08] 해당과정과 TCA회로의 각 경로에서 생성되는 중간 산물의 화학적 특성을 알고, 그들의 생성과 변화를 설명할 수 있다. |
| [12고생01-09] 전자 전달계와 화학삼투에 의한 산화적 인산화 과정을 설명할 수 있다. |
| [12고생01-10] ATP 합성효소의 ATP 합성 원리에 대한 탐구 과정을 통해 ATP 합성의 원리를 설명할 수 있다. |
| [12고생01-11] 포도당 이외의 유기화합물의 분해 및 합성 과정을 설명할 수 있다. |
| [12고생01-12] 근육 수축처럼 ATP 에너지가 세포의 생명 활동에 이용되는 다양한 사례를 설명할 수 있다. |
| [12고생01-12] 산소호흡, 무산소호흡, 발효의 차이를 구분하고 사례를 들어 설명할 수 있다. |
3.2.2. 생물의 조절과 방어
신경계를 통한 신호 전달과 호르몬을 통한 신호 전달 방식의 공통점과 차이점을 이해하고, 신경세포를 통한 흥분 전도와 전달 과정을 설명할 수 있도록 한다. 수용성 호르몬과 지용성 호르몬이 세포에서 작용하는 방식의 차이를 이해하고, 대표적인 식물 호르몬의 종류와 기능을 설명할 수 있도록 한다. 질병의 의미와 인체 방어 작용을 비특이적 방어와 특이적 방어로 구분하여 이해하며 면역 관련 질병의 다양한 사례와 발병 메커니즘을 설명할 수 있도록 한다.
| [12고생02-01] 신경세포의 막 전위 변화를 세포막에서의 이온 이동을 중심으로 설명할 수 있다. [12고생02-02] 활동 전위의 전도와 시냅스에서의 흥분 전달 과정을 이해하고, 흥분성 시냅스와 억제성 시냅스에 대해 설명할 수 있다. [12고생02-03] 중추 신경계에서 이루어지는 자극 전달을 조절하는 약물 및 학습과 기억의 원리를 설명할 수 있다. [12고생02-04] 신경과 호르몬을 비롯한 다세포 생물의 신호 전달 방식을 알고 이들의 차이점을 설명할 수 있다. [12고생02-05] 호르몬의 작용메커니즘을 설명할 수 있다. [12고생02-06] 수용성 호르몬과 지용성 호르몬을 구별하고 이들의 신호 전달 방식의 차이점을 설명할 수 있다. [12고생02-07] 옥신 농도에 따른 줄기 신장 실험을 통해 식물 호르몬의 종류와 기능 및 피토크롬과 광주기성에 대해 이해하고 식물의 화학적 조절 메커니즘을 설명할 수 있다. [12고생02-08] 식물 종자 발아에 관여하는 피토크롬의 역할을 설명할 수 있다. [12고생02-09] 질병의 의미를 이해하고 전염성 질병과 병원체의 종류를 관련지어 설명할 수 있다. [12고생02-10] 비특이적 방어와 특이적 방어를 구별하고, 림프구의 종류와 기능을 설명할 수 있다. [12고생02-11] 체액성 면역과 세포성 면역을 구분하고, 이들의 유기적 관계를 설명할 수 있다. [12고생02-12] 면역 관련 질병의 다양한 사례와 발병 메커니즘을 설명할 수 있다. [12고생02-13] 단일 항체를 활용하여 암을 극복할 수 있는 원리를 설명할 수 있다. [12고생02-14] 식물은 세균이나 해충의 피해를 막기 위해 어떤 방어 수단을 가지고 있는지 설명할 수 있다. |
3.2.3. 유전자의 구조와 발현
DNA와 염색체, 유전자의 관계를 이해하고, 세포분열 시 염색체의 행동을 설명할 수 있도록 한다. DNA의 복제 과정과 유전자의 발현 과정을 이해하고 원핵생물과 진핵생물의 유전자 발현 과정의 차이점을 설명할 수 있도록 한다. 유전자 발현 조절을 통한 발생 과정에서 세포의 분화와 기관 형성 과정을 이해하고 동물의 기본 구조가 형성되는 과정을 설명할 수 있도록 한다.
| [12고생03-01] 세포 분열의 필요성을 알고, 세포 주기 각 단계의 특징 및 세포 주기 조절 메커니즘을 설명할 수 있다. [12고생03-02] 세포분열 시 염색체가 분리되는 과정을 설명할 수 있다. [12고생03-03] 원핵세포와 진핵세포의 염색체 구성 물질 및 미세 구조적 차이를 설명할 수 있다. [12고생03-04] 핵산이 유전물질이라는 실험적 증거들을 학습하고, DNA와 염색체, 유전자의 관계를 설명할 수 있다. [12고생03-05] 유전체의 개념을 알고, 종에 따라 유전체의 크기, 밀도 등의 특성이 다름을 설명할 수 있다. [12고생03-06] 다세포 진핵생물이 갖는 비암호화 DNA의 종류와 다유전자군의 특성을 설명할 수 있다. [12고생03-07] DNA의 반보존적 복제를 확인하는 실험 과정을 설명할 수 있다. [12고생03-08] 선도가닥과 지연가닥에서의 DNA 복제 과정 차이를 설명할 수 있다. [12고생03-09] DNA 복제 과정 중 발생한 오류를 교정하는 DNA 중합효소의 기능을 설명할 수 있다. [12고생03-10] 유전자와 단백질의 관계를 알고, 유전자 전사 및 단백질 합성의 과정을 상세하게 설명할 수 있다. [12고생03-11] 원핵생물과 진핵생물의 유전자 발현 과정의 차이점을 알고 진핵생물에서 유전자 발현이 조절되는 원리를 전사, 전사 후, 번역, 번역 후의 조절 등으로 나누어 설명할 수 있다. [12고생03-12] 돌연변이, 바이러스 등에 의해 유전 정보가 달라지는 메커니즘 및 유전자 질환에 대해 구체적인 예를 들어 설명할 수 있다. [12고생03-13] DNA 중복, 재배열, 돌연변이 등에 의하여 유전체가 진화하는 과정을 설명할 수 있다. [12고생03-14] 서로 다른 종간의 유전체 비교를 통해 계통학적 근연 관계를 추론할 수 있다. [12고생03-15] 발생의 과정을 유전자의 발현과 관련하여 이해하고, 물리적, 화학적, 생물학적 요인에 의한 유전자의 연속적, 차등적 발현과 발생의 조절에 대해 설명할 수 있다. [12고생03-16] 동물의 기본 구조가 형성되는 형태 형성의 과정을 설명할 수 있다. [12고생03-17] 특정 신호에 의한 유도 작용 및 세포분화의 일반적 원리를 설명할 수 있다. [12고생03-18] 발생에 관여하는 유전자들이 진화에 중요한 역할을 한다는 것을 설명할 수 있다. |
3.2.4. 생명공학의 기술과 응용
유전자 재조합 기술, 조직배양, 핵이식 등 생명공학 기술의 원리를 이해하고 이를 활용한 사례를 설명할 수 있도록 한다. 유전체 분석 자료를 통한 단백체학, 생물정보학, 시스템생물학 등 최신 학문의 연구 방법을 이해하고 생명공학 발달에 따른 사회적, 윤리적 문제를 합리적으로 해결할 수 있는 방법을 토의하도록 한다.
| [12고생04-01] 세포와 조직을 배양하는 과정에서 염색체나 유전자를 인위적으로 조작할 수 있는 세포 공학 기술을 설명할 수 있다. [12고생04-02] 유전자 재조합 기술과 이에 사용되는 제한 효소의 기능과 종류를 설명할 수 있다. [12고생04-03] 식물 조직 배양, 동물의 핵 이식에 관한 연구 사례를 학습하고, 동･식물의 복제 원리를 설명할 수 있다. [12고생04-04] 전체 유전체 해독을 위한 접근 방법을 설명할 수 있다. [12고생04-05] 유전체 분석 자료의 관리 과정을 알고, 이를 활용한 프로테오믹스, 시스템생물학 등의 최신 학문에서 하는 일이 무엇인지를 설명할 수 있다. [12고생04-06] 유전자 치료 방법의 예를 들고, 유전자 치료 및 인간 게놈 프로젝트의 의미와 문제, 미래에 대한 자신의 견해를 근거를 들어 주장할 수 있다. [12고생04-07] 생명공학의 발달로 초래될 수 있는 윤리적, 사회적 문제점을 제시하고 이에 대한 자신의 견해를 근거를 들어 주장할 수 있다. |