이 판에서 새로워진 것

우리는 『캠벨 생명과학』의 최신판이 학생들로 하여금 이들 내용을 자신의 삶과 연결하고, 과학연구의 과정을 이해하고, 진화가 어떻게 생물학
의 통합주제가 되는지를 평가하는 데 더욱 도움이 되기를 희망한다. 이를 위해 이 판에 중요한 새로운 기능과 내용을 추가하였다.

● 학생들의 삶에 있어 생물학의 중요성을 명확히 하기. 생물학에 입문하는 모든 학생들은 생물학이 자신들의 삶에 영향을 미치는 무수한 방식에 대해 잘 알고 있어야 한다. 이러한 이슈가 전면과 중심에 놓일 수 있도록 돕기 위해, 내용에 들어가기 전에 “마중물 학습”을 위해 우리는 각 장의 시작 부분에 『그것이 왜 중요한가』라는 새로운 기능을 포함시켰다. 각 장은 학생들의 삶에 그 장의 주제의 중요성을 보여주는 설득력 있는 사진과 함께 일련의 주의를 끄는 사실들을 가지고 시작한다. 이러한 높은 관심사의 사실들은 학생들의 관심을 이끌어 내고, 그 사실을 설명하는 과학적 논의 가까이에 배치한 디자인 서문 v을 사용해 본문 내용에서 다시 나타내고 있다. 예는 다음과 같다. 고분자가 왜 중요한가(“경주 전날 밤에 탄소를 섭취한 장거리 주자는다음날 사용할 수 있는 글리코겐을 저축하고 있다”), 생태학이 왜 중요한가(“햄버거의 쇠고기를 생산하기 위해서는 콩버거의 콩을 생산하는 것보다 8배나 많은 토지를 필요로 한다”), 호르몬이 왜 중요한가(“취업면접 전에 어떤 자세를 취하면 스트레스를 유발하는 호르몬을 줄일 수도 있다”).

● 책 전반에 걸쳐 통합된 생물학의 주요 주제. 2009년 미국과학발전협회는 학부에서 생물교육 활동에 대한 문서를 발표했다. “비전과 변화”라는 제목의 이 문서의 원칙은 생물학 교육 커뮤니티를 통해 널리 받아들여지고 있다. “비전과 변화”는 학부 생물학의 기본으로 여겨지는 다섯 가지 핵심 개념을 제시하고 있다. 『캠벨 생명과학』의 이 판에서 책의 내용을 반복적으로 명시적으로 다섯 주제 각각과 연결시키고 있다. 예를 들어 첫 번째 주제인 구조와 기능과의 관계는 2장에서 독특한 물의 화학이 어떻게 생물학적 특성을 설명하는지에 대한 논의에서 보여주고 있다. 두 번째 주제인 정보의 흐름은 10장에서 유전자가 어떻게 형질을 제어하는 지에 대한 논의에서 알아보게 된다. 세번째 주제인 시스템 내에서 상호연결은 18장에서 지구의 물순환에 대한 논의에서 예시하고 있다. 네 번째 주제인 진화는 17장에서 동물의 계통에 대한 논의에서 다루고 있다. 다섯 번째 주제인 에너지 전환은 6장에서 생태계를 통해 에너지 전환에 대한 논의에서 이야기하고 있다. 독자들은 장마다 호출되는 적어도 하나의 주요 주제를 발견하게 될 것이며, 이것은 학생들이 주요 주제와 그 내용 사이에 연결을 알도록 도울 것이며, 강사들은 이 다섯 가지 주제를 강조하는 데
도움이 되는 참조할 수 있는 쉬운 많은 예들을 가지게 될 것이다.

● 새롭게 통합된 장의 실마리. 앞에서 설명한 바와 같이 『캠벨 생명과학』의 모든 장에서 통합된 장의 실마리를 가지는데, 이 실마리는 장의 내용과 관련성을 입증하는 데 도움이 되는 가장 큰 관심 주제이다. 장의 실마리는 각 장에 있는 세 종류의 주요 에세이(『우리와 함께하는 생물학』, 『과학연구의 과정』, 『진화와 연결』)에 통합되어 있으며, 장의 본문 전반에 걸쳐 나타난다. 이 5판에서는 많은 새로운 장의 실마리와 에세이를 갖추고 있고, 이들 각각은 생물학을 학생들의 삶과 사회에 적용한 최신의 토픽을 강조하고 있다. 예를 들면 2장은 건강 관리에서 방사능의 이용에 대한 논의를 포함하고 또 진화적 가설을 검정하기 위한 도구로서 방사능을 새로운 실마리로 보여주고 있다. 15장은 비만에 대한 미생물총의 가능한 역할에 대한 최근의 조사와 수렵채집 생활에서부터 충치를 일으키는 구강세균을 선택하게 된 다량의 전분과 설탕의 과다 섭취 생활로 어떻게 변화되었는지에 대한 탐사를 포함하여, 미생물총에 대해 새로운 실마리를 특징으로 하고 있다. 24장은 지역사회 전체에 백신예방 접종의 중요성과 새로운 인플루엔자 백신이 매년 필요한 이유를 소개함으로써 백신에 대해 새로운 실마리를 제공하고 있다.

● 자료 활용능력의 개발. 많은 비과학 전공 학생들이 수치 자료를 만나면 불안해하는데, 하지만 자료를 해석할 수 있는 능력은 우리 모두가 만나게 될 많은 중요한 결정을 내리는 데 도움이 될 수 있다. 비판적 사고능력을 육성하기 위해 장 말미에 있는 자습문제에 『자료 해석 하기』라는 새로운 기능을 포함시켰다. 장마다 한 문제씩 있는 이러한 질문들은 학생들에게 자신의 과학능력 기술을 연습할 수 있는 기회를 제공한다. 예를 들면 10장에서 학생들은 독감사망률의 역 사적 자료를 검사하도록 요청하고 있고, 15장에서는 학생들은 냉장시키지 않은 음식에서 세균이 얼마나 빨리 번식하는지를 계산하라고 묻고 있고, 24장에서는 학생들은 어린이의 식품 알레르기의 유병률을 나타내는 그래프를 보여주면서 그 자료로부터 어떤 결론이 도출되는 지를 묻고 있다. 우리는 단순하지만 관련 자료의 세트를 검사하는 연습을 통해 학생들로 하여금 자신의 삶에서 수치 자료를 직면하게 될때, 학생들이 좀 더 편안해지는 데 도움이 되기를 바란다.

● 업데이트된 내용과 그림. 다른 판에서와 마찬가지로 이 책에 있는 내용에 대해서도 중요한 많은 업데이트가 이루어졌다. 새롭게 업데이트된 자료의 예로는 후성유전학, 메타유전체학, RNA간섭에 대한 새로운 논의, 네안데르탈인에 대한 새로운 유전체 정보의 검사, 업데이트 된 기후변화 통계, 태아 유전자 검사의 발전에 대한 논의, 생물 다양성에 대한 새로운 위협에 대한 업데이트된 논의를 포함한다. 또한 DNA감식과 유전자 변형식품의 최첨단 탐사에 대한 10여 종류 이상의 새로운 예를 포함하고 있다. 새 판에서는 사진과 일러스트를 항상 새롭게 업데이트하려는 노력을 하고 있다. 새로운 그림으로는 프리온 단백질이 어떻게 뇌 손상을 일으킬 수 있는지(그림 3.20), 유방암 치료약물이 암세포를 어떻게 억제하는지(그림 25.15), 혈관성 형술이 병에 걸린 동맥을 어떻게 복구할 수 있는지(그림 23.15), DNA감식에서 얻은 실제 자료를 가지고 잘못된 선고를 받은 개인의 무죄를 어떻게 입증할 수 있는지(그림 12.16)를 보여주는 예들을 포함하고 있다.

● 새로운 비유. 학생들을 돕기 위해 생물학의 개념을 시각화하고 연결시키기 위한 지속적인 노력의 일환으로 이 판에서는 많은 새로운 비유를 포함시키고 있다. 예를 들면 4장에서 자전거와 SUV의 차이점을 가지고 원핵세포와 진핵세포 사이의 유의한 차이를 비교하고 있다. 8장에서 DNA가 감겨 염색체로 되는 과정을 실타래에 실을 감는 행위와 비교하고 있다. 27장에서는 세 종류의 광수용기 원뿔세포를 가지고 일련의 색상을 보는 사람의 경우에 대해 토너 카트리지에 단 지 3종류 색의 잉크를 가지고도 일련의 색상을 인쇄해 내는 프린터로 비유하고 있다. 또한 도미노 현상이 축삭을 따라 이동하는 활동전위(그림 27.4)와 어떻게 관련되는지와 같은 시각적 형식의 새로운 비유를 포함하고 있다. 또 다른 예로는 서술과 비주얼로 학생들로 하여금 지구에서 생물학적 진화의 규모를 상상하는 데 도움이 되도록, 생물 학적 규모를 4,600마일의 도로여행(그림 15.1)으로 그 초점을 맞추고 있다.

주요 목차

1 서론: 생물학의 오늘 2

단원 1 세포 21

2 생물학에 필요한 화학 22
3 생물의 구성 분자 36
4 세포 여행 54
5 일하는 세포 74
6 세포호흡: 식량에서 에너지 수확 90
7 광합성: 식량을 만들기 위해 빛에너지를 이용 106

단원 2 유전학 119

8 세포의 생식: 세포는 세포로부터 120
9 유전양식 144
10 DNA의 구조와 기능 170
11 유전자는 어떻게 조절되나 196
12 DNA 기술 216

단원 3 진화와 다양성 241

13 개체군은 어떻게 진화하나 242
14 생물다양성은 어떻게 진화하나 268
15 미생물 생명의 진화 292
16 식물과 균류의 진화 314
17 동물의 진화 336

단원 4 생태학 371

18 생태학의 소개와 생물권 372
19 개체군생태학 402
20 군집과 생태계 424

단원 5 동물의 구조와 기능 453

21 동물의 구조와 기능의 통합적 개념 454
22 영양과 소화 474
23 순환과 호흡 494
24 신체의 방어 516
25 호르몬 534
26 생식과 발생 550
27 신경계, 감각계, 그리고 운동계 574

단원 6 식물의 구조와 기능 603

28 현화식물의 생활 604
29 일하는 식물 624