생명과학, 공학을 만나다(개정판)

고등학생 공학 추천도서, '왜'와 '어떻게'를 묻고 토론하다
AI·바이오 시대를 담아 돌아온 생명과학 스테디셀러

생명과학은 어떻게 우리 삶을 바꾸는 기술이 될까? 『생명과학, 공학을 만나다』는 생명과학의 원리를 이해한 뒤, 그것이 실제 기술로 어떻게 이어지는지를 살펴보는 과학교양서다. STEAM 개념을 바탕으로 과학과 공학을 연결하고, 생활 속 사례와 열린 질문을 통해 스스로 생각하도록 구성했다.

7년 만에 선보이는 개정판은 그사이 달라진 생명과학의 현장을 새롭게 담았다. mRNA 백신, 마이크로바이옴, 오가노이드, BCI(뇌-컴퓨터 인터페이스), 기후변화 등 최근 중요성이 커진 주제를 보강하고, AI가 연구와 의료에서 어떻게 활용되는지도 다룬다. 각 장에는 「AI와 함께하는 학습」을 더해 배운 내용을 스스로 질문하고 확장할 수 있도록 했다. 실제 개정판은 최근 이슈의 반영, 열린 질문과 융복합 학습 강화, AI를 활용한 학습 사례 추가를 주요 개정 방향으로 밝히고 있다.


생명과학 스테디셀러, 미래 산업을 바꿀 바이오 기술을 담다

AI가 신약 후보를 찾고, 사람의 장기를 닮은 오가노이드를 만들어 질병을 연구하며, 뇌의 신호로 컴퓨터를 움직이는 기술이 현실이 되고 있다. 생명과학에서 시작된 발견이 의료와 산업의 새로운 가능성으로 이어지는 중이다.
이번 개정판은 지난 7년 사이 빠르게 발전한 분야를 책 안으로 가져왔다. 코로나19를 거치며 익숙해진 mRNA 백신부터 우리 몸속 미생물과 건강의 관계를 살피는 마이크로바이옴, 오가노이드, BCI까지 다룬다. 기후변화에 생명과학이 어떻게 대응할 수 있는지도 살펴본다.
새롭게 마련한 프롤로그 「바이오와 AI 시대의 도래」에서는 AI 시대의 생명과학과 생명공학을 큰 흐름에서 살펴본다. 세포와 영양소, 미생물, 인체, 유전, 환경 등 기본 원리를 바탕으로 앞으로 바이오 분야가 어디까지 확장될 수 있을지 생각해 볼 수 있다.


생명과학의 원리가 기술이 되는 순간

"왜 이런 현상이 일어날까?"
"이 원리를 어디에 활용할 수 있을까?"

두 질문을 이어가는 것이 『생명과학, 공학을 만나다』의 핵심이다. 생명과학에서 발견한 원리가 실제 문제를 해결하는 기술로 발전하는 과정을 따라가면서 과학과 공학의 관계를 자연스럽게 이해할 수 있다. 배운 원리를 어디에, 어떻게 활용할 수 있을지 생각하는 힘을 기르는 것이 이 책의 중요한 학습 방식이다.

이러한 구성은 진로를 탐색하는 청소년에게도 유용하다. 고등학생 공학 추천도서로 소개돼 온 이 책은 생명과학에서 배운 지식이 의료, 환경, 식량, 에너지 등 실제 분야에서 어떻게 활용되는지를 보여준다. 바이오공학을 비롯한 이공계 진로를 고민하는 학생이라면 자신이 좋아하는 과학이 어떤 기술과 직업으로 이어지는지 구체적으로 그려볼 수 있다.


AI 시대에는 '답'보다 '질문하는 힘'이 필요하다

AI를 사용하면 궁금한 내용의 답을 빠르게 찾을 수 있다. 그래서 무엇을 물을 것인지, 얻은 답을 어떻게 판단할 것인지가 더욱 중요해졌다.
『생명과학, 공학을 만나다』는 각 주제마다 열린 질문을 던진다. "왜 그럴까?", "어떻게 활용할 수 있을까?"를 묻고 자신의 생각을 설명하면서 새로운 질문을 만들어가도록 한다. 실제 본문에서도 mRNA 백신의 장점과 필요한 기술을 조사한 뒤 "이런 원리는 어떤 곳에 활용할 수 있는가?"와 같은 열린 질문으로 사고를 확장한다.
개정판에서는 이 과정을 AI까지 확장했다. 각 장의 「AI와 함께하는 학습」에서는 책에서 배운 내용을 바탕으로 AI에게 질문하고, 나온 답을 검토하고, 친구들과 토론하면서 생각을 발전시킨다. 저자 역시 개정판 머리말에서 AI 시대에는 생각하는 능력과 융복합하는 능력이 중요하며, AI를 이용해 혼자 또는 친구와 학습할 수 있는 사례를 제시했다고 설명한다.

프롤로그 | 바이오와 AI 시대의 도래
바이오 시대의 도래 / AI 시대의 생명과학, 생명공학

1 생명 활동과 영양소
세포의 이해 / 탄수화물의 이해 / 단백질의 역할 / 에너지원 : 지방 / 호흡과 에너지 대사 / 효소의 이해 / 에너지 합성 : 광합성 / AI와 함께하는 학습

2 미생물 세계와 활용
미생물의 종류와 증식 / 미생물을 이용한 치료제 / 미생물을 이용한 소재 / 미생물을 이용한 에너지 / 미생물을 이용한 효소 / 발효 식품 : 된장과 치즈 / 유산균 발효 : 김치와 요구르트 / AI와 함께하는 학습

3 생명체의 자기 보호
인간의 자기 보호 : 스트레스 / 동물의 자기 보호 : 항체와 백신 / 식물의 자기 보호 : 대사산물 / 미생물의 자기 보호 : 다당류 / 해양생물의 자기 보호 : 먹물 / 보호를 위한 센싱 : 포도당 센서 / AI와 함께하는 학습

4 인체의 이해
당뇨의 이해와 치료 / 인슐린의 이해 / 우리 몸의 이해 : 간 / 우리 몸의 이해 : 콩팥 / 혈액의 조성과 기능 / 줄기세포 / 뇌 과학과 사이보그 인간 / AI와 함께하는 학습

5 유전과 생명공학
멘델의 유전법칙 / 유전 : DNA / 돌연변이 / 암의 발병과 치료 / 단백질 합성 / 유전자 검사 및 치료 / 유전자변형 식물(GMO) / AI와 함께하는 학습

6 환경과 생태계
환경과 생태계 / 온실가스와 기후변화 / 플라스틱 폐기물 / 깨끗한 물 / 먹이 사슬과 중금속 제거 / 스마트농업 / 진화와 생물의 다양성 / AI와 함께하는 학습

7 생명과학과 바이오 사회
바이오산업과 경제 / 바이오 사회의 이슈 / 생명과학과 연구

참고문헌 / 찾아보기

유영제 서울대학교 공과대학 화공과(현재 화학생물공학부)를 졸업하고 LG화학 기획실 및 생산과에서 근무했다. 미국 메릴랜드대학교 대학원에서 공학박사 학위를 받은 뒤 서울대학교 화학생물공학부 교수로 2017년까지 재직했으며, 가천대학교 석좌교수를 역임했다. 현재 서울대학교 명예교수다. 서울대학교 교무부처장, 입학처장, 생명공학공동연구원 원장을 비롯해 한국생물공학회 회장, 한국공학교육학회 회장, KOREA바이오경제포럼 회장 등을 역임했다. 중앙공무원교육원 원장을 지냈으며, 2009년 (사)국경없는과학기술자회를 창립해 초대회장을 맡았다. 지금까지 석사 80명, 박사 40명을 지도했으며 300여 편의 학술논문을 발표했다. 저서로 『21세기 인간과 공학」(공저), 『위대한 생명이 이끄는 세상』, 『이공계 연구실이야기』, 『생각하는 생물학 강의』, 『Enzyme Engineering」, 『적정기술이 만드는 아름다운 세상』, 『생명과학, 공학을 만나다』, 『바이오산업혁명』, 『기후환경, 바이오를 만나다』 등이 있다. 블로그 '유영제교수의 과학하는 마음'을 통해 사회와 소통하고 있다.