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생명체들의 특별한 화학적 움직임을 통해 무엇이 어떻게 자연을 자연스럽게 하는지를 살펴보고, 생명체가 왜 소통해야 하며 어떻게 소통하고 활용하는가를 다루었다. 또, 단백질, DNA, RNA 및 헤모글로빈의 기능은 어디에 기인하며 어떻게 그런 기능을 발현하는가를 다루었다. 세포를 조금 더 화학적으로 들여다보았으며, 자연의 스마트한 화학적 현상을 살펴봤다.

머리말

첫 장에서는 생명체들의 특별한 화학적 움직임을 통해 무엇이 어떻게 자연을 자연스럽게 하는지를 살펴보았다. 생명체는 태양 에너지의 창조물이며 세포라는 기본 단위로 만들어져 있다. 아울러 자연은 물로 만들어진 완벽한 완충계이며 서로 소통하며 다양성과 항상성을 유지하고 있음을 살폈다.
자연은 인간이 사용하는 것과 같은 자연만의 언어를 가지고 있지는 않다. 그러나 생존하고 번식하기 위해서 자연은 소통해야 한다. 생명의 기본 단위인 세포도 소통한다. 미생물도 집단 행동을 위해 소통하고, 앞산의 암컷 나방은 뒷산의 수컷 나방과도 서로 소통해야 한다. 움직일 수 없는 식물이 감히 동물과 곤충을 조정하기도 한다. 두 번째 장에서는 생명체가 왜 소통해야 하며 어떻게 소통하고 활용하는가를 다루었다.
그러면 자연은 어떻게 소통하는가? 따지고 보면 자연의 언어는 화합물이라는 단어와 화학이라는 문법을 이용해서 소통한다. 자연의 생명체는 탄소를 주축으로 만들어져 있고, 자연은 그런 탄소 화합물(소위 유기물)의 특성을 적극적으로 활용한다. 자연의 특성은 구성된 원소들의 속성과 작용기에 의해 지배된다. 세 번째 장에서는 단백질, DNA, RNA 및 헤모글로빈의 기능은 어디에 기인하며 어떻게 그런 기능을 발현하는가를 다루었다. 따지고 보면 화합물은 자연의 마술 도구인 샘이다.
네 번째 장에서는 세포를 조금 더 화학적으로 들여다보았다. 흔히 생물의 기본 단위는 세포라고 한다. 세포는 잘 설계된 생화학 반응 용기이다. 세포막은 유리 플라스크이며, 세포 소기관들은 에너지를 공급하는 에너지 공급원이며 반응 조절 기능을 한다. 일반적으로 합성 화학자가 새로운 물질을 만들려면 우선 필요한 반응 장치를 설치하고, 필요한 물질을 필요한 양만큼 넣고 적절하게 에너지를 조절해야 한다. 그러나 세포에게는 그런 일을 대신할 수 있는 누군가(실험자)는 없다. 이 모든 화학적 활동을 세포 스스로가 해야 한다. 놀랍게도 세포는 이 모든 화학적 활동을 한치의 오차도 없이 잘 해결한다. 세포는 최고의 합성 화학자이다.
자연의 생명체가 자연스럽게 생존하고 번식하는 것은 완벽한 화학적 활동의 결과인 셈이다. 유전 정보의 전달, 완충계의 보존, 종의 다양성의 확보, 에너지 생산과 보존과 활용 및 자신이나 다른 종과의 소통 등 이 모든 것으로 자연은 지혜로워진다. 마지막 장에서는 자연의 스마트한 화학적 현상을 살펴봤다.
이 작은 지식의 나열과 들춰봄이 자연을 새로운 관점으로 이해하고 자연의 화학적 거동의 위대함을 느낄 수 있는 계기가 되기를 바란다.

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1장 자연을 자연스럽게 하는 것은 무엇인가?
1. 무엇이 자연을 자연답게 만드는가?
2. 생명체는 태양 에너지의 창조물이다
3. 누가 햇빛으로부터 생명체를 보호할까?
4. 자연은 생물과 무생물의 혼합체이다
5. 물은 왜 생명체에 필수적인가?
6. 생명체는 세포라는 기본 단위로 만들어졌다
7. 자연은 완충계라서 자연스럽다
8. 자연은 색깔 있는 물질로 소통한다
9. 자연의 정보 매체는 무엇인가?
10. 식물은 신호를 어떻게 감지하고 반응하나?
11. 식물은 빛과 시간을 화합물로 알아낸다
12. 화합물이 식물의 방향성을 유도한다
13. 종의 다양성과 항상성이 자연을 자연스럽게 한다

2장 생물은 무엇으로 소통하고 생존하는가?
1. 생물은 소통해야 한다
2. 생명체는 감각으로도 소통한다
3. 화합물은 자연에서 소통의 단어이다
4. 생물은 화학을 이용하여 에너지를 저장하고 온도를 조절한다
5. 세포도 서로 소통한다
6. 미생물은 집단 행동을 위해 소통한다
7. 곤충은 페르몬으로 소통한다
8. 식물도 곤충을 조종할 수 있다

3장 자연은 왜 화학을 소통의 언어로 선택했을까?
1. 자연은 물질로 가득 채워져 있다
2. 왜 탄소인가?
3. 원소의 특성이 자연의 속성을 지배한다
4. 화합물은 어떻게 다양성을 가지나?
5. 분자 모양은 원자가 전자와 결합 극성에 의존한다
6. 작용기가 생체 물질의 특성을 발현시킨다
7. 작용기가 단백질에 생화학적 기능을 부여한다
8. 헤모글로빈의 구조가 변형되면 빈혈을 유발한다
9. 자연의 힘은 분자간 상호 작용력이다
10. 정사면체는 생명체의 마술 도구이다
11. 몇 가지 원소 블록으로 생체 물질을 만들 수 있다
12. 생물체는 에너지의 저장에 화학 결합을 이용한다
13. 화학이 자연을 자연스럽게 한다
14. 화합물은 자기 조립 능력이 있다

4장 세포는 생물의 반응 용기이다
1. 세포는 잘 설계된 생화학 반응 용기이다
2. 세포막은 왜 필요한가?
3. 세포소기관이 에너지와 물질을 만들고 정보를 전달한다
4. 수용체는 세포의 스마트폰이다
5. 식물 세포에는 세포벽과 폐기물 처리소가 있다
6. 생명체의 유전적 다양성은 특수 세포 덕분이다
7. 세포 반응은 왜 복잡해야 하나?
8. 세포막은 인산 지방질로 만들어진다
9. 세포벽은 어떻게 관찰할까?
10. 세포에서 ATP는 어떤 역할을 하나?

5장 생물은 화학으로 스마트해진다
1. 유전 정보 전달에 64개 암호를 사용한다
2. 화학 결합은 생물체의 배터리이다
3. 무기질이 체액이 평형을 이루게 하고 정보도 전달한다
4. 초분자가 생물을 영리하게 한다
5. 생존 전략으로 피부색을 다르게 한다
6. 아미노산이 단백질을 스마트하게 한다
7. 비타민은 효소의 도우미이다
8. 소화도 화학 반응이다
9. 생물은 작용기와 구조로 특별해진다
10. 유전 정보는 작용기로 보호하고 수소 결합으로 전달된다
11. 생물은 온도, 빛, 냄새와 소리를 감지한다
12. 화학전을 통해 생존한다
13. 생화학적 조절 인자도 화합물이다
14. 바이러스는 탁월한 화학자이다
15. 탄수화물은 수용액에서 변신한다
16. 혈액은 완충 용액이다

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