[理知논술/대입 통합교과 논술]과학논술<1>물과 생명

냉동인간 해동후 기억상실… 그 이유를 과학적으로 제시하시오

냉동인간, 과연 가능한가?

냉동인간과 그것의 실현 가능성에 대한 논의와 연구는 과학적으로, 또한 윤리적으로 많은 문제와 논란에도 불구하고 꾸준히 계속되고 있다. 실제로 작은 몸집을 가진 물고기는 해동을 하면 살아나서 움직이지만 사람은 냉동과 해동 시 세포가 파괴되는 문제 때문에 정상으로 살아나기 어렵다고 한다. 그럼에도 불구하고 불치병에 걸린 환자들은 병든 몸을 냉동시켜 과학이 발전할 미래의 치료를 꿈꾸기도 한다. 미국의 유명 인사인 월트 디즈니와 메이저리그의 전설적인 타자 테드 윌리엄스를 비롯한 150여 명의 사람들이 냉동인간이 되어 보관 중(사진)이라는 ‘알코어 재단’의 발표가 있어 많은 사람에게 놀라움을 주기도 했다.

제시 자료 1) 냉동인간과 효소의 관계

우리 몸을 구성하는 효소의 종류는 약 3000가지 정도로, 인체 내에서 일어나는 거의 모든 반응은 효소라는 촉매의 도움이 없이는 불가능하다. 대개 모든 효소는 30∼40도 정도에서 활성을 크게 나타내며, 효소의 주요 구성 성분인 단백질은 열을 가하게 되면 형태적 구조가 변성되어 제 기능을 할 수 없게 된다. 하지만 냉동을 시켰을 경우엔 효소의 구조에 문제가 발생하지 않기 때문에 다시 해동시키게 되면 효소는 정상적으로 촉매의 역할을 수행할 수 있다.

제시 자료 2) 온도에 따른 물과 얼음의 구조와 특성

물(H2O)은 1개의 산소 원자와 2개의 수소 원자가 굽은 모양으로 결합되어 있는 극성 분자이다. 물이 액체 상태로 있을 때에는 자유롭게 회전하며 움직이고, 극성을 띠기 때문에 몸속에서 각종 미네랄 이온과 영양소, 혈구 및 효소 등 많은 극성 물질을 운반하는 극성 용매로 작용한다.

물이 얼음으로 상태 변화를 하면 육각형의 결정을 형성하게 되고 이 과정에서 분자 사이의 강한 인력인 수소 결합에 의해 빈 공간을 가진 구조가 되므로 이때 새로 증가한 빈 공간만큼 부피 증가를 가져오게 된다. 단 액체 상태의 물을 매우 빠른 속도로 결정화시키면 빈 공간을 거의 생성할 수 없는 구조로 얼게 되어 부피 증가가 거의 생기지 않는다.

제시 자료 3) 냉동인간과 나노 로봇

냉동 인간을 살려내는 데 가장 큰 문제점으로 제시되는 것이 세포막 파괴 현상이다. 세포들은 복잡한 생명체 구조를 지니고 있긴 하지만 결국 나노 크기의 수많은 세포로 이루어져 있으므로, 해동 중인 인체 내에 나노 로봇을 투입하여 문제가 되는 세포들을 하나하나 복구하면 문제를 해결할 수 있다는 아이디어가 제시되었다. 이 때문에 최근 학자들 사이에서 나노 기술을 응용하여 인체 내에 투입할 수 있는 로봇을 만드는 문제가 활발하게 거론되고 있다.

문제1현재의 과학 수준으로는 냉동인간을 만들 때, 냉동과 해동 시 발생하는 문제로 인해, 인간이 해동 후 살아나더라도 정상적인 기억을 할 수 없고 단 몇 시간의 생존도 불가능하다고 한다. 그 이유를 과학적 근거를 제시하여 논술하시오.

문제2냉동인간 기술이 실현될 수 있게 하는 구체적인 해결 방법을 제시하여 논술하시오.

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