국제학술대회에 다녀온 심장외과 전문의 진수민은 동료들에게 젊은 의학박사를 많이 키워야 한다고 소감을 전한다. 수민의 제자 의사 박훈은 유망한 체조 선수이자 수민의 딸 옥정과 데이트를 하는 사이이다.

퇴근길 자신에게 수술받은 뒤 친구로 지내는 화가 류하를 찾은 수민은 류하가 박훈의 어머니와 친자매 같은 사이라는 것을 알게 된다. 그리고 박훈과 옥정이가 잘 어울린다는 이야기를 듣지만 20년 전 수술 사고가 떠올라 심란하다.

병원 의사 회의에서 준영은 수술 중 돌발 상황 대책을 마련하지 못하고 결국 광림이 집도를 하게 되자 기분이 상하여 박훈과 함께 맥주를 마시며 가족주의에 기술독점이라고 불평한다. 준영은 광림이를 육아원에서 데려와 키우고 의사로 만들어 계속 집도시키는 게 가족주의가 아니면 뭐냐고 따진다. 결국 준영은 다른 병원으로 이동을 신청한다.

한편 수민은 광림에게 함흥에 가서 우리 원자재를 쓴 인공혈관 연구를 하는 게 어떠냐고 제안한다. 광림은 이를 흔쾌히 받아들인다.

박훈과 옥정은 양쪽 부모의 만남을 준비하는데, 박훈의 어머니는 아들이 녹화한 영상에서 수민의 얼굴을 보고 깜짝 놀란다. 그녀의 남편 박영제가 외국에서 수술을 받기로 했었는데, 수민이 수술하다가 의료사고로 죽었기 때문이다. 그녀는 아직도 수민을 용서하지 않았기 때문에 아들에게 이 사실을 말하고 옥정과도 그만 헤어지라고 한다.

박훈과 헤어지고 국제대회를 위해 훈련하던 옥정이 쓰러져 심장 수술이 시급해진다. 수민은 박훈과 준영에게 자료를 주며 수술에 대한 의견을 달라고 하는데 준영은 여전히 삐딱하다. 수민은 20년 전과 같은 실수를 반복하지 않기 위해 몰두한다.

류하는 개인전에 방문한 수민에게 어떤 그림을 보여준다. 바로 박훈의 아버지가 의사가운을 입고 포탄을 들은 채 전투에 뛰어드는 그림이다. 류하는 당시 미군 화학폭탄의 피해자 치료를 위해 왔던 그를 상기하며 그렸다고 설명한다.

수민은 그가 화학탄 오염지역에 갔다는 것에서 착안해 그 지역을 방문하여 과거 주민들의 병증에 대해 조사한다. 그리고 박훈에게 옥정이의 수술 집도를 맡긴다.

망설이는 박훈에게 그림을 보여주며 의사 옆의 간호사가 옥정이의 엄마이고, 미군의 세균탄에 감염되어 옥정이를 낳다가 사망했다고 한다. 박훈은 아버지 사인에 대해 깨닫고, 옥정이가 유전병을 얻은 것을 알게 된다. 그리고 아버지가 수민에게 집도를 부탁했다는 것까지 알게 된 박훈은 준영에게도 정황을 설명하며, 자신들이 의사로서 책임감이 부족했던 것을 반성한다.

결국 옥정의 수술은 박훈이 집도하고, 박훈의 어머니도 아들의 편지를 받은 후 평양으로 서둘러 온다. 수술은 잘 끝나고, 수민은 자기를 뛰어넘은 박훈을 크게 칭찬한다. 박훈의 어머니도 오해를 풀고, 수민과 손을 맞잡는다. 수민은 자신을 뛰어넘는, 과학중시사상을 심장에 새긴 새 세대가 앞서 나가고 있는 것이라며 뿌듯해 한다.

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