《생명과학》의 출간은 새로운 개념의 생명과학 교재 개발을 향한‘오디세이’끝에 이루어졌다. 우리 두 저자는 함께 하이킹을 하던 어느 날, 다음과 같은 일치된 생각을 확인하게 되었다.

“우리 주변의 사람들과 그들의 일상에 관한 사례연구에 기초한 생명과학 교재를 개발하는 것은 어떨까? 게다가 멀티미디어를 십분 활용해서 통합적 접근이 가능한 생명과학 교재를 만들 수 있다면 금상첨화가 되지 않을까?”물론 우리는 이에 동의했고 그에 따라 기나긴 지적 여정을 시작했다.

이와 같이《생명과학》은 대학생들에게 생명과학을 가르치는 데 있어 두 가지 확신에 입각해서 만들어진 교재다. 첫 번째, 학생들은 개인적인 경험이나 일상생활과 관련지어서 학습할 때 생명과학지식을 가장 효과적으로 흡수한다. 두 번째, CDROM, 비디오, 인터넷 등이 제공하는 오늘날의 멀티미디어 환경은 생명과학과 관련된 최신의 정보들을 손쉽고도 효율적으로 접할 수 있도록 해준다.

우리 저자들은 생명과학의 기초를 가르치기에 적합하도록 화제 중심적이고 실제적 사례들을 이용한 접근 방법을 고안했으며, 전자매체들을 통한 통합적 이용을 가능하게 함으로써 학생들이 그들 자신만의 학습 방법에 맞춰 생명과학을 공부할 수

있도록 했다.

1장 생명이란 무엇인가? 1

사례│지구와 화성 간의 왕복 여행

1.1 살아 있는 생명체들의 특성 ········· 3

1.2 에너지와 관련된 생명의 특성 ········ 5

1.3 생식과 관련된 생명의 특성 ········· 8

1.4 진화와 관련된 생명의 특성 ········ 10

1.5 환경과 관련된 생명체의 특성 ······· 14

1.6 생물학자들은 어떻게 생명체를 연구하는가?· 15

1.7 생물학은 세계의 문제 해결에 도움이 된다 · 19

2장 세포와 생명의 화학 23

사례│세포와 생명에 대한 위협

2.1 HIV란 무엇인가?············· 24

2.2 원자란 무엇인가? ············ 26

2.3 원자는 어떻게 분자를 형성하나?······ 28

2.4 생명에서 물은 왜 중요한가?········ 30

2.5 생체 분자란 무엇인가? ·········· 32

2.6 살아 있는 세포란 무엇이며, HIV를 무생물로 보는 이유는 무엇인가?······ 40

2.7 무엇이 세포의 부위이며, HIV는 어떻게 이들을 파괴하는가?····· 44

2.8 HIV는 어떻게 감염 주기를 완료하는가? ·· 56

3장 세포는 어떻게 에너지를 취득하고 사용하는가? 59

사례│경이로운 벌새

3.1 세포의 에너지 사용에 대한 공통적인 법칙은 무엇인가? ········ 61

3.2 생물체 내에서 에너지는 어떻게 흐르는가? · 63

3.3 생물은 어떻게 에너지를 수확하는가?···· 69

3.4 우리는 운동에 필요한 에너지를 어떻게 얻는가?····················· 78

3.5 식물은 어떻게 에너지를 생체 고분자 내로 포획하는가?······· 80

3.6 지구의 탄소 순환은 무엇이며 인간은 탄소 순환에 어떤 영향을 미치는가? ········· 85

4장 세포 주기 89

사례│피할 수 없는 통제력의 소실

4.1 세포 생장과 분열의 패턴 ········· 90

4.2 체세포 분열 및 세포 분열의 메커니즘 ··· 94

4.3 무엇이 세포 분열을 조절하는가?······ 99

4.4 감수 분열: 유성 생식에 선행하는 특별한 세포 분열 ············ 101

5장 유전의 패턴 111

사례│아주 흔한 질병

5.1 과학자들은 어떻게 유전의

일반 원리들을 발견했는가? ······· 113

5.2 무엇이 단일 형질의 유전을

지배하는 법칙인가? ··········· 115

5.3 유전학자는 인간의 유전 패턴을

어떻게 분석하는가? ··········· 120

5.4 복합 형질의 유전을 통제하는 법칙들은 무엇인가? ··············· 126

5.5 성은 형질의 유전에 어떻게 영향을 미치는가? ········ 128

5.6 유전학은 세상을 어떻게 변화시키는가? ·· 134

6장 DNA: 생명체의 이중나선 141

사례│고양이, 살인사건, 신원 식별 

6.1 유전 물질의 동정 ············ 143

6.2 DNA: 꼬인 사다리 모양 ········· 144

6.3 DNA의 구조 ·············· 147

6.4 DNA 복제 ··············· 149

7장 유전자, 단백질 및 유전공학 153

사례│쥐젖 짜기와 한밤중에 떠오른 영감

7.1 유전자는 세포 활동을 어떻게 조정하는가?· 154

7.2 유전자는 어떻게 단백질의 아미노산 서열을 특정화하는가? ····· 156

7.3 전사: DNA에서 RNA로의 복사······ 157

7.4 번역: 폴리펩티드의 구성 ········· 160

7.5 유전자는 어떻게 조절되는가? ······ 168

7.6 재조합 DNA 기술············ 170

7.7 재조합 DNA의 전망과 문제 ······· 173

8장 생식과 발생 179

사례│수태를 위한 의학적 도움

8.1 유성 생식: 짝짓기와 수정 ········ 180

8.2 남성과 여성의 성적 특징········· 181

8.3 인간의 수정: 정자와 난자의 오디세이 ··· 186

8.4 배의 발생 ··············· 190

8.5 인간의 발생 ·············· 196

8.6 성장, 성숙 및 노화 ··········· 202

9장 진화의 메커니즘 205

사례│내성의 증가

9.1 진화 개념의 등장 ············ 206

9.2 진화의 증거 ·············· 210

9.3 계통의 경로 ·············· 216

9.4 유전적 변이: 진화의 원재료 ······· 219

9.5 유전적 변이가 개체군 내에서 어떻게 유전되는가? ·········· 221

9.6 진화의 작용 인자들 ··········· 223

9.7 자연 선택의 재고찰: 개체군은 어떻게 환경에 더 잘 적응하게 되는가? ····· 225

9.8 새로운 종은 어떻게 생겨나는가? ····· 227

9.9 추가적인 진화 경로 ··········· 229

10장 생명의 기원 및 다양성 235

사례│멸종 위기에 처한

사례│하와이 최고의 보물

10.1 지구의 생성과 생명체의 출현······· 236

10.2 최초의 세포 ·············· 241

10.3 진핵세포와 다세포 생명체의 출현····· 243

10.4 생물의 다양성 체계화 ·········· 247

10.5 다양성의 위기 ············· 252

11장 단세포 생물 255

사례│교활한 재앙, 말라리아

11.1 원핵생물과 그 중요성 ·········· 256

11.2 비세포성 생물학적 실체 ········· 264

11.3 원생생물: 단세포 진핵생물 ········ 265

11.4 인류의 가장 강력한 질병에 대한 방역··· 273

12장 균류와 식물:

분해자와 생산자 277

사례│불처럼 매운맛의 유혹

12.1 균류의 생활 ·············· 278

12.2 식물: 녹색 생물체 ············ 284

12.3 식물: 녹색의 배 형성체 ········· 285

12.4 개화 식물: 현시대의 성공 사례 ······ 292

13장 동물의 진화와 다양성 297

사례│평범하지 않은 취미 13.1 동물의 일반적 특징들 ·········· 298

13.2 동물 체제의 놀라운 다양성········ 301

13.3 척삭동물의 진화 ············ 319

13.4 인간의 기원 ·············· 329

14장 인체의 기능, 생존 및 항상성 유지 343

사례│우주의학의 선구자

14.1 생존 유지: 문제점과 해결책 ······· 344

14.2 신체의 조직화: 체제의 단계 ······· 346

14.3 우리의 몸은 어떻게 항상 상태를 유지하는가? ···················· 350

14.4 항상성, 순환 및 행동 ·········· 353

14.5 염류와 수분의 균형 유지 ········ 355

15장 순환과 호흡 369

사례│생명을 구하는 대체물질

15.1 혈액: 운반을 위한 액체 조직 ······· 370

15.2 순환계 ················· 374

15.3 사람의 순환계 ············· 375

15.4 호흡계 ················· 383

16장 질병에 대한 방어 395

사례│매우 불쾌한 감기

16.1 질병에 대한 방어와 비특이적 저항성 ··· 396

16.2 질병에 대한 특이적 저항········· 400

16.3 면역계의 조절 ············· 411

16.4 면역화 ················· 412

17장 동물의 영양과 소화 417

사례│나무 위에서

17.1 영양소: 에너지와 원소들의 원천 ····· 418

17.2 동물은 어떻게 음식물을 소화하는가? ··· 423

17.3 소화관 ················· 424

17.4 사람의 소화계 ············· 427

17.5 건강한 식단과 적절한 영양 ······· 433

18장 호르몬: 변화의 전달자 437

사례│학교생활에서의 스트레스

18.1 동물의 체내에서 작용하는 분자 전달자 ·· 438

18.2 호르몬, 내분비계 및 스트레스 ······ 442

18.3 분자 전달자: 항상성과 변화의 매개체 ··· 448

19장 신경계 455

사례│마음의 침묵

19.1 신경세포의 구조와 기능 ········· 456

19.2 신경 세포들 간의 교신·········· 462

19.3 동물의 신경계 ············· 464

19.4 감각 기관들은 어떻게 세상을 인지하나? · 471

20장 인체의 운동 479

사례│균형 잡기

20.1 골격: 우리 몸의 뼈대 ·········· 480

20.2 근육: 몸을 움직이는 원천 ········ 485

20.3 스포츠 생리학 ············· 491

21장 식물의 구조와 기능 495

사례│뒤엉킨 실타래

21.1 관다발 식물 ·············· 496

21.2 식물의 몸체 ·············· 498

21.3 식물의 생장: 개관 ············ 504

21.4 뿌 리 ················· 506

21.5 지상 부위 ··············· 508

22장 식물의 생장, 호르몬 및 유전공학 515

사례│벼 혁명

22.1 식물의 생활사: 개요 ··········· 516

22.2 꽃: 개화 식물의 생식기관 ········ 517

22.3 배, 씨 및 열매의 발생 ·········· 521

22.4 식물생장 조절물질 ··········· 523

22.5 생장 조절물질은 식물의 생활사에서 어떻게 작용하는가? ··········· 525

22.6 식물 생명공학 ············· 531

23장 역동적인 식물 537

사례│잡초와 슈퍼잡초

23.1 식물에서 물의 균형 ··········· 538

23.2 식물을 통한 양분의 이동········· 543

23.3 식물의 영양소 ············· 545

23.4 외부 위협에 대한 식물의 방어 ······ 549

23.5 잡초 통제와 슈퍼잡초 ·········· 550

24장 개체군생태학과 25.7 생물권의 변화 ············· 598

군집 생태학 553

사례│붕괴와 상층

24.1 생태학: 상호작용의 단계 ········· 554

24.2 무엇이 종이 사는 장소를 제한하나?···· 555

24.3 개체군의 크기를 제한하는 요인은 무엇인가? 555

24.4 인구 ·················· 561

24.5 생물은 어떤 곳에서 어떻게 살아가는가?·· 565

24.6 생물은 어떻게 상호작용하는가? ····· 566

24.7 군집의 구성 ·············· 572

25장 생태계와 생물권 579

사례│변화가 많은 미래

25.1 에너지와 물질의 이동 경로········ 580

25.2 생태계에서의 에너지 흐름 ········ 583

25.3 지구 생태계에서의 물질의 순환······ 586

25.4 세계 기후와 지구의 생물 분포대 ····· 590

25.5 생물 군계: 지구의 주요 생물 군집 ···· 592

25.6 물에서의 생활 ············· 597

26장 동물 행동 605

사례│잃어버린 사촌의 발견

26.1 동물 행동의 유전적 바탕········· 606

26.2 경험은 행동에 영향을 미친다······· 608

26.3 자연 선택과 행동 ············ 612

26.4 사회적 행동의 진화 ··········· 618