바이오화학제품제조기사 필기 기출문제복원 (2003-05-25)

바이오화학제품제조기사
(2003-05-25 기출문제)

목록

1과목: 미생물공학

1. 곰팡이를 이용하는 호기적 발효의 특징으로 적합한 것은?

  1. 배양액은 일반적으로 Newtonian fluid의 성질을 나타낸다.
  2. 낮은 교반속도에서 높은 산소전달속도(kLa)를 유지할수 있다.
  3. 균체의 응집으로 균체로의 영양분과 산소의 전달이 어려워진다.
  4. 균체의 형태가 타원형이므로 비교적 높은 교반속도에 서도 균체가 손상되지 않는다.
(정답률: 65%)
  • 곰팡이는 균체가 응집하여 밀도가 높아지는 특징이 있습니다. 이로 인해 균체 내부로 영양분과 산소가 전달되는 것이 어려워집니다. 따라서 호기적 발효에서는 교반속도를 낮추어 균체를 손상시키지 않으면서도 적절한 산소전달속도를 유지해야 합니다.
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2. 인간 또는 동물의 조직으로부터 보통 얻어지는 물질이나 재조합 미생물로부터 생산할 수 있는 물질이 아닌 것은?

  1. Human growth hormone
  2. Insulin
  3. Interferon
  4. Lovastatin
(정답률: 73%)
  • Lovastatin은 인간 또는 동물의 조직으로부터 얻어지는 물질이 아니며, 재조합 미생물로부터도 생산할 수 없는 물질입니다. Lovastatin은 곰팡이에서 추출되는 성분으로, 콜레스테롤 수치를 낮추는 약물로 사용됩니다.
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3. Penicillium chrysogenum의 산소제한(oxygen-limited) 배양을 통하여 아래 표와 같은 실험결과를 얻었다. 이 균주의 산소에 대한 균체 수율(Yx/o)은 얼마인가?

  1. 0.08 g cell/(mmol O2)
  2. 27.54 g cell/(mmol O2)
  3. 0.036 g cell/(mmol O2)
  4. 12.50 g cell/(mmol O2)
(정답률: 54%)
  • 산소제한 배양에서는 균체 수율(Yx/o)이 산소의 양에 따라 변화하므로, 산소량이 적을수록 균체 수율이 감소한다. 따라서, 산소량이 0.5 mmol O2/L일 때 균체 수율이 0.036 g cell/(g O2)이므로, 산소량이 1 mmol O2/L일 때 균체 수율은 0.036 x 2 = 0.072 g cell/(g O2)이다. 따라서, 보기에서 정답은 "0.08 g cell/(mmol O2)"이 아니라 "0.036 g cell/(mmol O2)"이다.
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4. Pseudomonas putida를 포도당이 함유된 배지에서 배양하고, 각 포도당 농도에 대해서 다음 표와 같은 비성장속도를 얻었다. 비성장속도가 포도당 농도에 대해 Monod model을 따른다고 했을 때, 이 균주의 계산된 최대비성장속도(μmax)는 얼마인가?

  1. 0.51
  2. 0.48
  3. 0.43
  4. 0.39
(정답률: 37%)
  • Monod model은 다음과 같은 식으로 표현된다.

    μ = μmax * (S / (Ks + S))

    여기서 μ는 비성장속도, μmax는 최대비성장속도, S는 기질농도, Ks는 반응속도상수이다.

    주어진 표에서 비성장속도(μ)와 포도당 농도(S)를 알고 있으므로, 위 식을 이용하여 μmax를 구할 수 있다.

    μmax = μ / (S / (Ks + S))

    표에서 S는 포도당 농도이고, Ks는 문제에서 주어지지 않았으므로, 일반적으로 생물학적 시스템에서 사용되는 값인 0.1 mM을 사용한다.

    따라서, 각 포도당 농도에 대해 μmax를 계산하면 다음과 같다.

    - S = 0.5 g/L 일 때, μmax = 0.39 1/h
    - S = 1.0 g/L 일 때, μmax = 0.43 1/h
    - S = 2.0 g/L 일 때, μmax = 0.48 1/h
    - S = 4.0 g/L 일 때, μmax = 0.51 1/h

    따라서, 이 균주의 계산된 최대비성장속도(μmax)는 0.39 1/h이다.

    정답이 "0.39"인 이유는, 포도당 농도가 증가함에 따라 비성장속도(μ)가 증가하지만, 포도당 농도가 일정 수준 이상으로 증가하면 μmax에 도달하여 더 이상 증가하지 않기 때문이다. 따라서, 포도당 농도가 0.5 g/L일 때 μmax를 계산하면, 다른 포도당 농도에서의 비성장속도를 예측할 수 있다.
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5. 다음 중에서 현재 시판되고 있는 재조합단백질 제품이 아닌 것은?

  1. 인슐린
  2. 간염백신
  3. 아스팔탐
  4. 사람성장 호르몬
(정답률: 70%)
  • 아스팔탐은 현재 시판되고 있는 재조합단백질 제품이 아닙니다. 이는 신경성 근육 이완제로서, 재조합 단백질이 아닌 화학물질입니다. 인슐린, 간염백신, 사람성장 호르몬은 모두 재조합단백질 제품으로 현재 시판되고 있습니다.
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6. Feed back inhibition에 의한 조절기구가 변화된 변이주를 분리하는 방법인 것은?

  1. Revertant mutant(복귀돌연변이주)의 획득
  2. Antibiotic resistant mutant의 획득
  3. Catabolite repression이 해제된 mutant의 획득
  4. Inducer가 필요하지 않은 constitutive mutant의 획득
(정답률: 59%)
  • Feed back inhibition에 의한 조절기구가 변화된 변이주를 분리하는 방법은 해당 조절기구에 영향을 받는 대사 경로에서 어떤 대사산물의 농도를 측정하여 변화를 확인하는 것입니다. 이 때, 해당 대사산물의 농도가 정상적으로 조절되는 복귀돌연변이주를 분리할 수 있습니다. 따라서 "Revertant mutant(복귀돌연변이주)의 획득"이 정답입니다. Antibiotic resistant mutant의 획득은 항생제 내성을 가진 변이주를 분리하는 방법이며, Catabolite repression이 해제된 mutant의 획득은 대사산물의 억제가 해제된 변이주를 분리하는 방법입니다. Inducer가 필요하지 않은 constitutive mutant의 획득은 항상 대사산물을 생산하는 변이주를 분리하는 방법입니다.
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7. 다음의 유기산중 TCA 경로를 경유하지 않고 생성되는 물질은?

  1. Citric acid
  2. Succinic acid
  3. Malic acid
  4. Acetic acid
(정답률: 75%)
  • TCA 경로는 Citric acid, Succinic acid, Malic acid을 생성하는 대사 경로입니다. 따라서, TCA 경로를 경유하지 않고 생성되는 물질은 Acetic acid입니다. Acetic acid은 피라브산 대사 경로에서 생성됩니다.
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8. 미생물의 증식과정에서 핵산함량이 가장 높은 시기는?

  1. 대수증식기
  2. 정지기
  3. 사멸기
  4. 유도기
(정답률: 82%)
  • 대수증식기는 미생물이 가장 빠르게 증식하는 단계이기 때문에 핵산 함량이 가장 높아집니다. 이 단계에서는 미생물이 지수적으로 증식하며, 증식에 필요한 핵산을 많이 생산하기 때문에 핵산 함량이 높아집니다. 따라서 대수증식기가 핵산 함량이 가장 높은 시기입니다.
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9. 세균의 생장에 있어서 온도의 영향에 대한 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 세균의 최적 생장 온도는 최고온도보다 최저온도에 가깝다.
  2. 빙점 이하나 끓는 점 이상의 온도에서는 모든 세균의 생장이 억제된다.
  3. 저온성 세균은 중온성세균에 비하여 세포막의 포화지방산 농도가 낮다.
  4. 세균의 냉동보관시 사용하는 글리세롤은 열의 전달을 차단함으로써 세포의 동결을 막아준다.
(정답률: 57%)
  • 정답은 "저온성 세균은 중온성세균에 비하여 세포막의 포화지방산 농도가 낮다." 이다.

    이유는 저온에서는 세포막의 액체성이 감소하고, 이로 인해 세포막 내부의 지방산 농도가 높아지기 때문에 세포막이 깨어지거나 손상될 수 있다. 따라서 저온에서 생장하는 세균은 이를 방지하기 위해 포화지방산 농도를 낮게 유지한다. 중온성 세균은 높은 온도에서 생장하기 때문에 이러한 문제가 발생하지 않는다.
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10. nongrowth-associated 생성물을 효율적으로 생산하는 배양방법은?

  1. 회분배양
  2. 유가배양
  3. 연속배양
  4. 재순환 연속배양
(정답률: 72%)
  • 유가배양은 세포가 성장하는 단계와 생성물을 생산하는 단계를 분리하여 진행함으로써, 성장과 생성물 생산이 동시에 일어나는 다른 배양방법들에 비해 높은 생성물 생산량을 얻을 수 있는 방법입니다. 이는 세포가 성장하는 단계에서는 영양분이 풍부한 배지에서 배양하고, 생성물을 생산하는 단계에서는 영양분이 부족한 배지에서 배양함으로써, 세포가 생성물을 생산하는 데에 더욱 집중할 수 있기 때문입니다.
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11. 인슐린은 A와 B의 두 개의 폴리펩티드 사슬로 이루어져 있다. 이 인슐린의 유전자는 몇 개로 이루어져 있는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 50%)
  • 인슐린 유전자는 하나의 염색체에 위치하며, A와 B 폴리펩티드 사슬을 모두 코딩하는 유전자이기 때문에 하나의 유전자로 이루어져 있다. 따라서 정답은 "1"이다.
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12. 계대배양시 지켜야할 규칙으로 맞는 것은?

  1. 접종에 필요한 needle 이나 loop는 끝부분만 살짝 불로 살균해야 한다.
  2. 유리튜브의 끝은 버너위에서 최소한 10초 이상 달구어야 한다.
  3. 뚜껑은 열기전 혹은 닫은후 튜브의 끝은 살짝 불로 살균해야 한다.
  4. 접종할 미생물을 취할 때 needle 이나 loop는 불에 달구어진 상태라야 한다.
(정답률: 79%)
  • 뚜껑은 열기전 혹은 닫은후 튜브의 끝은 살짝 불로 살균해야 한다. 이유는 계대배양시에는 미생물이 오염되지 않도록 철저한 방역이 필요하기 때문이다. 튜브의 끝을 살균함으로써 미생물이 들어갈 수 있는 가능성을 최소화할 수 있고, 뚜껑을 열기 전에도 살균을 하면 미생물이 퍼지는 것을 방지할 수 있다.
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13. Clarke와 Carbon은 다음식을 개발하였다. N=ln(1-P)/ln(1-f), [단, N = 재조합 형질 전환주(recombinant transformant)의 수, P = 재조합주에 원하는 유전자가 들어갈 확률 f = 제한절편(restriction fragment)의 크기 대 총 게놈 크기의 비, 인간 β-hemoglobin의 유전자의 크기는 1.5 kb이고, 인간 반수체(haploid) 게놈은 3x106 kb이다.] 재조합 형질전환주에서 99%의 확률로 최소한 하나 이상의 β-hemoglobin 유전자가 나타나려면 몇 개의 서로 다른 1.5 kb 짜리 제한절편을 clone해야 하는가?

  1. 4.4x106
  2. 9.2x106
  3. 1.05x107
  4. 2.23x107
(정답률: 70%)
  • 먼저, 제한효소를 이용하여 인간 β-hemoglobin 유전자를 잘게 쪼갠다. 이때, 1.5 kb 크기의 제한절편이 필요하다. 전체 게놈 크기는 3x106 kb 이므로, 총 제한절편의 수는 3x106 / 1.5 = 2x106 개가 된다.

    이제, 이 중에서 최소한 하나 이상의 β-hemoglobin 유전자가 나타날 확률을 구해야 한다. 이를 위해, 제한절편 하나가 β-hemoglobin 유전자를 포함할 확률은 1.5 kb / 3x106 kb = 5x10-7 이다. 따라서, 제한절편 하나가 β-hemoglobin 유전자를 포함하지 않을 확률은 1 - 5x10-7 = 0.9999995 이다.

    이제, 최소한 하나 이상의 β-hemoglobin 유전자가 나타날 확률을 구하기 위해, 다음과 같은 식을 사용할 수 있다.

    1 - (1 - 0.9999995)N ≥ 0.99

    이를 간단히 변형하면,

    N ≥ ln(1 - 0.99) / ln(1 - 0.9999995)

    N ≥ 9.2x106

    따라서, 서로 다른 1.5 kb 짜리 제한절편을 최소한 9.2x106 개 clone해야 최소한 하나 이상의 β-hemoglobin 유전자가 나타날 확률이 99% 이상이 된다.
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14. 표면발효(surface culture)가 이용되어 얻을 수 있는 발효생산물은?

  1. Ethanol
  2. Citric acid
  3. Nucleic acid
  4. Glutamic acid
(정답률: 54%)
  • 표면발효는 공기 중의 미생물이 발효매체 표면에 붙어서 발효하는 방식입니다. Citric acid는 곰팡이류 미생물인 Aspergillus niger를 이용하여 표면발효를 통해 생산됩니다. 따라서 Citric acid는 표면발효를 이용하여 생산될 수 있는 발효생산물 중 하나입니다.
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15. Corynebacterium glutamicum 야생균주에 자외선조사 또는 nitrosoguanidine 등의 변이유기제(mutagen)를 처리하여 얻은 homoserine kinase 활성결손주로 L-lysine을 생산하는 발효형식은?

  1. 유전자 조작으로 육종한 균주를 이용한 발효형식
  2. 영양요구성 변이주(autotroph)에 의한 발효형식
  3. Analog내성 변이주에 의한 발효형식
  4. 전구체(precursor) 첨가에 의한 발효형식
(정답률: 59%)
  • homoserine kinase 활성결손주는 L-lysine 생산에 필요한 경로 중 하나인 aspartate 경로에서 homoserine을 L-lysine으로 전환하는 과정에서 필요한 효소인 homoserine kinase의 활성이 결손된 균주이다. 이 균주는 L-lysine 생산을 위해 homoserine을 대체할 수 있는 다른 전구체를 필요로 하므로, 영양요구성 변이주(autotroph)에 의한 발효형식을 사용한다. 이 방식은 균주가 필요로 하는 모든 영양소를 배지에 첨가하지 않고도 생산이 가능하도록 하는 방식이다.
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16. 산업용 알코올 발효균주의 특성으로서 바람직 하지 않은 것은?

  1. 고온성
  2. 호기성
  3. 알코올 내성
  4. 광범위한 기질 이용성
(정답률: 50%)
  • 산업용 알코올 발효균주가 호기성을 가지면, 발효 과정에서 세포 내부의 호기성 유전자가 외부로 유출될 가능성이 있어 유전자 변이나 유전자 이식 등의 문제가 발생할 수 있기 때문에 바람직하지 않다.
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17. 요구르트 제조에 이용하는 미생물은?

  1. 대장균
  2. 젖산균
  3. 방선균
  4. 비피더스(Bifidus)균
(정답률: 79%)
  • 요구르트 제조에 이용하는 미생물은 젖산균입니다. 이는 우유를 발효시켜 요구르트를 만들 때 사용되는 미생물 중 하나로, 우유 속의 락토바실러스(Lactobacillus)와 스트렙토코커스(Streptococcus) 등의 종류에 속합니다. 이들 미생물은 우유 속의 락토오스를 분해하여 젖산을 생성하며, 이 과정에서 우유가 산성화되어 요구르트의 맛과 질감을 형성합니다.
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18. 고체배지에서 잘 자라지 못하는 미생물의 cell concentration을 측정하는 방법은?

  1. viable cell counting method
  2. spectrophotometric measuring method
  3. most probable number method
  4. dry cell weight method
(정답률: 47%)
  • 고체배지에서 잘 자라지 못하는 미생물의 cell concentration을 측정하는 가장 적합한 방법은 "most probable number method"입니다. 이 방법은 적은 양의 세포를 포함하는 샘플에서 세포의 존재를 감지하기 위해 다양한 배지를 사용하여 세포의 증식을 관찰하는 방법입니다. 이 방법은 정확성이 높고, 적은 양의 세포를 감지할 수 있으며, 다른 방법들보다 더 많은 시간이 소요될 수 있지만, 정확한 결과를 얻을 수 있습니다.
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19. 다음 효소 중 미생물로부터 생산되는 세린(serine)계 단백질 분해효소가 아닌 것은?

  1. 섭틸리신 (subtilisin)
  2. 트립신 (trypsin)
  3. 키모트립신 (chymotrypsin)
  4. 파파인 (papain)
(정답률: 54%)
  • 파파인은 파파야에서 추출된 효소로, 세린계 단백질 분해효소가 아닌 시스테인계 단백질 분해효소이다. 따라서 정답은 "파파인"이다.
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20. 옥수수 전분으로부터 과당(fructose) 제조시에 이용되지 않는 효소는?

  1. 알파 아밀라제(α -amylase)
  2. 글루코 아밀라제(glucoamylase)
  3. 글루코스 이소머라제(glucose isomerase)
  4. 셀룰라제(cellulase)
(정답률: 72%)
  • 옥수수 전분은 주로 알파 아밀라제와 글루코 아밀라제를 이용하여 당으로 분해되고, 이후에는 글루코스 이소머라제를 이용하여 과당으로 전환됩니다. 셀룰라제는 셀룰로오스를 분해하는 효소로, 옥수수 전분에서는 사용되지 않습니다.
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2과목: 배양공학

21. 혐기성 발효에 있어서 ATP 수율(YX/ATP)은 약10.5g 건조세포/g 포도당이다. 아래에 표시된 효모에 의한 에탄올 발효에 있어서 이론적 성장수율 (Yx/s)은?

  1. 0.059
  2. 0.117
  3. 0.234
  4. 0.351
(정답률: 59%)
  • ATP 수율(YX/ATP)은 10.5g 건조세포/g 포도당이므로, 1g 포도당을 대사하여 10.5g의 건조세포를 생산한다는 것을 의미한다. 이론적 성장수율(Yx/s)은 생산된 건조세포의 양(Yx)과 사용된 포도당의 양(S)의 비율을 나타내는데, 이는 Yx/s = Yx/ATP / (S/ATP)로 계산할 수 있다. 따라서, 이론적 성장수율은 Yx/s = 10.5 / (1/2) / (180/30) = 0.117이 된다. 여기서 1/2는 포도당 1분자를 대사하여 생산되는 에탄올 분자의 수이고, 180/30은 포도당 1분자가 생산하는 ATP의 수이다. 따라서, 정답은 "0.117"이다.
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22. 대사열의 발생량과 가장 관계가 깊은 것은?

  1. 탄소원의 소비량
  2. 산소의 소비속도
  3. 질소원의 소비속도
  4. 알칼리의 소비속도
(정답률: 50%)
  • 대사열은 생물학적 반응에서 발생하는 열로, 생명 활동을 유지하기 위해 필요한 에너지를 만들어내는 과정에서 발생합니다. 이 때, 에너지 생성에 가장 중요한 역할을 하는 것은 산소입니다. 따라서 산소의 소비속도가 높을수록 대사열의 발생량도 높아지게 됩니다. 다른 보기들은 대사열 발생과 직접적인 연관이 있는 것은 아니기 때문에 정답이 될 수 없습니다.
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23. 연속배양의 특성을 설명한 것 중 잘못된 것은?

  1. 균체의 농도는 초기에 공급되는 배지의 성분 중 제한 기질의 농도에 비례하여 증가한다.
  2. 균체의 농도는 희석율(dilution rate)의 증가에 따라 점차적으로 증가하는 경향을 보인다.
  3. 희석율(dilution rate)은 균체의 최대 비성장 속도까지 증가 시킬수 있다.
  4. 배양액중 제한기질의 농도는 희석율(dilution rate)가 낮은 영역에서는 매우 낮게 유지된다.
(정답률: 65%)
  • "균체의 농도는 희석율(dilution rate)의 증가에 따라 점차적으로 증가하는 경향을 보인다."가 잘못된 것이다.

    균체의 농도는 초기에 공급되는 배지의 성분 중 제한 기질의 농도에 비례하여 증가하며, 희석율이 증가하면 균체의 최대 비성장 속도까지 증가시킬 수 있지만, 이후에는 균체의 농도가 감소하게 된다. 따라서 희석율이 증가하면 균체의 농도는 일정 수준까지 증가하다가 감소하는 경향을 보인다.
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24. 연속식 배양조건과 관련이 없 는 것은?

  1. 균주선택을 위한 도구로 사용될 수 있다.
  2. 세포의 성장속도를 희석속도로 조절할 수 있다.
  3. 균체수율(Yx/s)을 최대로 증가시켜 운전할 수 있다.
  4. 정상상태에 도달한 후에는 세포, 산물, 기질의 농도가 일정하게 유지된다.
(정답률: 37%)
  • 정답은 "정상상태에 도달한 후에는 세포, 산물, 기질의 농도가 일정하게 유지된다."입니다.

    이유는 연속식 배양조건은 일정한 속도로 배양액을 공급하여 세포를 지속적으로 배양하는 방법입니다. 따라서 세포, 산물, 기질의 농도가 일정하게 유지되는 것은 당연한 결과입니다.

    반면에 "균체수율(Yx/s)을 최대로 증가시켜 운전할 수 있다."는 연속식 배양조건에서 중요한 개념 중 하나입니다. 균체수율은 단위 시간당 세포의 증가량을 기준으로 한 값으로, 이 값을 최대로 유지하면 세포 생산성을 높일 수 있습니다. 따라서 연속식 배양조건에서는 균체수율을 최대로 유지하기 위한 조절이 중요합니다.
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25. 미생물의 호기성 배양시 대부분의 경우에 용존산소농도가 제한되어 세포증식이 억제된다. 이를 해결하기 위한 방법이 아 닌 것은?

  1. 방해판 (baffle)이 설치된 진탕 플라스크를 사용하여 표면통기 (surface aeration)을 증가시킨다.
  2. 미생물의 펠렛 (pellet)화를 막기 위해 분산제를 첨가하여 점도를 올린다.
  3. 교반식 발효조에서 스파저 (sparger)를 사용하여 공기를 주입한다.
  4. 공기방울을 작게 분산시키기 위해 교반속도를 증가시킨다.
(정답률: 65%)
  • 미생물의 펠렛화를 막기 위해 분산제를 첨가하여 점도를 올리는 것은 용존산소농도를 증가시키는 것이 아니라, 미생물이 펠렛화되어 세포증식이 억제되는 것을 방지하기 위한 것이다. 분산제를 첨가하면 미생물이 펠렛화되지 않고 분산되어 세포증식이 원활하게 이루어질 수 있다.
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26. 목적 단백질을 만드는 능력을 잃어버린 세포들의 유전자 불안정성의 원인이 아 닌 것은?

  1. 분리에 의한 유실(segregational loss)
  2. 구조적 불안정성
  3. 단백질의 세포밖으로의 배출여부
  4. 숙주세포조절기능의 돌연변이
(정답률: 80%)
  • 단백질의 세포밖으로의 배출여부는 목적 단백질을 만드는 능력과는 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서, 세포들이 목적 단백질을 만드는 능력을 잃어버렸다고 해서 유전자 불안정성의 원인이 될 수 없습니다.
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27. 당밀을 이용하여 글루탐산을 발효할 때 biotin의 함량이 높아서 균체의 과다한 성장으로 글루탐산의 수율이 떨어진다. 그러므로 이 때 세포성장을 둔화시켜 글루탐산의 최적생산을 위해 사용되는 것은?

  1. 비타민 C
  2. 비타민 B12
  3. penicillin G
  4. α -ketoglutarate
(정답률: 60%)
  • 글루탐산 생산 시 당밀을 이용하여 발효를 진행하면 biotin 함량이 높아서 균체의 과다한 성장으로 인해 글루탐산의 수율이 떨어집니다. 이를 해결하기 위해서는 세포성장을 둔화시켜야 합니다. 이를 위해 사용되는 것은 세균 세포벽 합성을 억제하는 penicillin G입니다.
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28. 절대호기성 미생물 (strict aerobe)에서 산소는 중요한 영양원이다. 대기 중 (1기압, 1 atm)의 산소가 상온 (25℃)에서 액체배지에 포화되었을 때의 배지중의 용존산소 농도는?

  1. 약 5 ppm
  2. 약 7 ppm
  3. 약 12 ppm
  4. 약 20 ppm
(정답률: 50%)
  • 대기 중의 산소 농도는 약 21%이다. 따라서 1 기압에서의 산소 분압은 0.21 atm이다. 이 분압에 해당하는 산소의 용해도는 25℃에서 약 7 ppm이다. 이는 헨리 법칙에 따라 산소 분압이 일정하면 용액에 용해된 산소의 농도도 일정하다는 것을 의미한다.
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29. 다음에서 배양액내의 균체 농도를 직접 정량할 수 있는 방법이 아 닌 것은?

  1. 배양액의 건조 중량 측정
  2. 배양액 단위부피당 총 균수 측정
  3. 배양액 침전후 부피 측정
  4. 배양액 단위부피당 발열양 측정
(정답률: 74%)
  • "배양액 단위부피당 발열양 측정"은 균체 농도와 직접적인 연관성이 없는 방법이다. 발열양은 배양액 내의 화학적 반응에 의해 발생하는 열의 양을 측정하는 것으로, 균체 농도와는 무관하다. 따라서 이 방법은 배양액내의 균체 농도를 직접 정량할 수 있는 방법이 아니다.
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30. 유전자 조작 세포를 이용하여 산업적인 생산을 할 경우에 문제가 되는 유전자 불안정성의 원인이 아 닌 것은?

  1. 분리에 의한 유실(segregational loss)
  2. 구조적 불안정성(structural instability)
  3. 선별적인 생장조건(selective growth condition)
  4. 숙주세포 조절기능의 돌연변이(host cell regulatory mutation)
(정답률: 63%)
  • 선별적인 생장조건은 유전자 불안정성의 원인이 아니다. 이는 유전자 조작 세포가 특정 조건에서만 성장하고 생존할 수 있기 때문에, 이러한 조건이 유전자의 안정성에 직접적인 영향을 미치지는 않는다. 예를 들어, 선별적인 생장조건이 없는 경우에도 유전자 조작 세포는 여전히 유전자 불안정성 문제를 가질 수 있다. 따라서, 유전자 불안정성의 원인은 분리에 의한 유실, 구조적 불안정성, 숙주세포 조절기능의 돌연변이 등 다른 요인들에 의해 발생할 수 있다.
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31. 배양 동물세포의 특성이 아 닌 것은?

  1. 세포벽이 없이 원형질막으로만 되어 있다.
  2. 모든 동물 세포는 벽에 붙어서 증식한다.
  3. 세포의 영양요구성이 완전히 밝혀져 있지 않아서 복합성분인 혈청이 첨가되기도 한다.
  4. 배지의 삼투압이 세포의 활성에 영향을 준다.
(정답률: 59%)
  • 정답은 "모든 동물 세포는 벽에 붙어서 증식한다." 이다. 이유는 동물 세포는 세포벽이 없이 원형질막으로만 되어 있기 때문에 벽에 붙어서 증식하지 않는다.
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32. 회분식 배양의 지수 성장기에서 세포의 배가시간 (doubling time)을 측정하니 30 분이었다. 그 때의 비성장속도(specific growth rate)는?

  1. 0.17 g/(min L)
  2. 2.89 hr-1
  3. 43.29 g/min
  4. 0.023 min-1
(정답률: 65%)
  • 배가시간은 세포의 수가 2배가 되는데 걸리는 시간을 말한다. 따라서 이 문제에서는 30분이 배가시간이므로, 1시간에 2번 세포가 증가한다는 것을 의미한다.

    비성장속도는 세포의 증가율을 나타내는 지표로, 일정 시간 동안 세포의 질량이 얼마나 증가했는지를 나타낸다. 비성장속도는 다음과 같은 공식으로 계산할 수 있다.

    specific growth rate = ln(N2/N1) / (t2 - t1)

    여기서 N1은 초기 세포의 수, N2는 일정 시간 후 세포의 수, t1은 초기 시간, t2는 일정 시간 후 시간을 나타낸다.

    이 문제에서는 배가시간이 30분이므로, t2 - t1 = 30분이다. 또한, N2/N1 = 2이므로, ln(N2/N1) = ln(2)이다.

    따라서, specific growth rate = ln(2) / 30분 = 0.023 min-1 이다.
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33. 무혈청 배지 이용의 장점이 아 닌 것은?

  1. 배지가격을 줄임
  2. 결과 및 생산의 재현성 증대
  3. 생산물의 분리정제 공정의 용이
  4. 단백질 제재 산물의 생산성 증대
(정답률: 50%)
  • 단백질 제재 산물의 생산성 증대는 무혈청 배지 이용의 장점이 아닙니다. 무혈청 배지 이용은 배지가격을 줄이고, 결과 및 생산의 재현성을 증대시키며, 생산물의 분리정제 공정을 용이하게 만들어줍니다.
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34. 산업적인 발효에 사용되는 탄소원이 아 닌 것은?

  1. 전분(starch)
  2. 당밀(molasses)
  3. 대두분(soy meal)
  4. 옥수수 시럽(corn syrup)
(정답률: 67%)
  • 산업적인 발효에 사용되는 탄소원은 전분, 당밀, 옥수수 시럽 등이 있지만, 대두분은 단백질 원료로 사용되기 때문에 탄소원으로 사용되지 않습니다. 대두분은 대두를 가공하여 만든 고단백 식품 원료로, 대부분의 경우 발효 과정에서는 비례적으로 적은 양이 사용됩니다.
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35. 미생물의 필수적인 영양요소와 거리가 먼 것은?

  1. 탄소원
  2. 질소원
  3. 인
  4. 티타늄
(정답률: 75%)
  • 미생물이 필요로 하는 영양요소는 탄소원, 질소원, 인 등이 있습니다. 이들은 미생물의 생장과 대사에 필수적인 역할을 합니다. 하지만 티타늄은 미생물이 필요로 하는 영양요소와 거리가 먼 물질입니다. 따라서 티타늄은 미생물의 생장과 대사에 필요한 영양요소가 아니며, 미생물이 직접적으로 이용하지 않습니다.
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36. impeller type중 같은 회전 속도에서 air flooding이 적고 충분한 교반 효과를 기대할 수 있는 것은?

  1. Vaned disk type
  2. Flat blade turbine type
  3. Open turbine type
  4. Propeller type
(정답률: 50%)
  • Flat blade turbine type은 교반 효과가 높으면서도 air flooding이 적은 impeller type이다. 이는 flat blade turbine type이 낮은 속도에서도 효과적인 교반을 가능하게 하기 때문이다. 또한, flat blade turbine type은 고체 입자나 농도가 높은 액체를 교반할 때도 효과적이다.
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37. 생물반응기의 대규모화(scale-up)에는 많은 문제점이 발생한다. 따라서 대규모화 추진에는 올바른 개념과 방안이 필요하다. 올바른 대규모화 추진 전략은?

  1. 생물반응기 대규모화에선 산소전달, 교반효율, 전단응력 발생과 같은 모든 배양 조건들을 소규모 배양과 같게 유지하도록 한다.
  2. 생물반응기 대규모화에선 반응기 설계의 문제점을 극복하기 위해 산술적 규모의 비율을 적용하는 설계기법을 도입한다.
  3. 생물반응기 대규모화에선 배양 환경 및 조건이 열악해지기 때문에 중요한 핵심 배양조건을 우선적으로 소규모 배양 때와 같게 유지하도록 한다.
  4. 생물반응기 대규모화에선 대형반응기의 물리적 조건을 소규모 배양기의 조건과 같게하기 위하여 기하학적 유사성(geometrical similitude)을 유지한다.
(정답률: 29%)
  • 생물반응기 대규모화에는 배양 환경 및 조건이 열악해지는 문제가 발생하기 때문에, 중요한 핵심 배양조건을 우선적으로 소규모 배양 때와 같게 유지해야 한다. 이는 생물체의 성장과 생산에 필수적인 산소전달, 교반효율, 전단응력 발생 등의 조건들을 유지하기 위함이다. 따라서 대규모화 추진 전략에서는 이러한 핵심 배양조건을 유지하면서도 반응기 설계의 문제점을 극복하기 위해 산술적 규모의 비율을 적용하는 설계기법을 도입하거나, 기하학적 유사성을 유지하는 등의 방안을 고려해야 한다.
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38. 산소전달속도(OTR)의 설명으로 옳은 것은?

  1. 배양기에서 산소를 소비하는 속도이다.
  2. 비산소소비속도라고도 하며 mgO2/g-hr의 단위를 가진다.
  3. 정상적인 발효를 하기 위해서는 OTR<OUR의 조건이 되어야 한다.
  4. No2라고도 하며, 그 식은 NO2 = KLa(C*-Co)로 나타내며 기체상의 산소가 액체로 전달되는 속도이다.
(정답률: 50%)
  • "No2라고도 하며, 그 식은 NO2 = KLa(C*-Co)로 나타내며 기체상의 산소가 액체로 전달되는 속도이다."가 옳은 설명이다. OTR은 배양기에서 산소를 소비하는 속도나 비산소소비속도를 나타내는 것이 아니라, 기체상의 산소가 액체로 전달되는 속도를 나타내는 것이다. OTR이 적절한 범위 내에 있어야만 정상적인 발효가 가능하다는 것은 맞지만, OTR이 OUR보다 작아야 한다는 조건은 아니다.
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39. 배지로 사용되는 성분 중에서 질소원으로 합당하지 않은 것은?

  1. 암모니아 가스
  2. 대두밀 (soy meal)
  3. 옥수수 침지액 (Corn steep liquor)
  4. 당밀
(정답률: 72%)
  • 당밀은 질소원으로 합당하지 않은 성분입니다. 이는 당밀이 탄수화물 중 하나인 당의 가수분해로 생산되기 때문입니다. 반면, 암모니아 가스, 대두밀, 옥수수 침지액은 질소원으로 사용됩니다.
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40. 미생물을 고농도로 배양하기 위한 방법이 아닌 것은?

  1. Fed-batch culture
  2. Recycle reactor culture
  3. Immobilized culture
  4. Continuous culture
(정답률: 54%)
  • Continuous culture은 미생물을 일정한 속도로 배양하는 방법이며, 다른 방법들은 미생물을 고농도로 배양하는 방법입니다.
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3과목: 생물반응공학

41. 다음 효소 중 고정화하기에 적합하지 않 은 효소는?

  1. Cellulase
  2. Protease
  3. Isomerase
  4. Lipase
(정답률: 39%)
  • Cellulase는 고정화하기에 적합하지 않은 효소입니다. 이는 Cellulase가 대부분의 고정화 방법에서 안정성을 유지하지 못하기 때문입니다. 또한 Cellulase는 대부분의 고정화 방법에서 활성을 유지하지 못하며, 고정화 후에도 빠르게 불활성화됩니다. 따라서 Cellulase는 고정화하기에 적합하지 않습니다.
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42. Briggs-Haldane식으로 나타낼 수 있는 효소반응에서 아래의 물질 중 반응시간에 따라서 농도의 변화가 가장 적은 물질은?

  1. 효소활성 저해물질
  2. 반응물질
  3. 생성물질
  4. 효소와 반응물질의 복합체
(정답률: 58%)
  • 정답은 "효소와 반응물질의 복합체"입니다. 이유는 Briggs-Haldane식에서 효소와 반응물질의 복합체는 효소활성 저해물질이나 생성물질과 달리 반응속도식에서 나타나지 않기 때문입니다. 즉, 효소와 반응물질의 복합체는 효소반응의 초기 단계에서 형성되고, 이후에는 분해되어 반응물질과 생성물질로 나누어지기 때문에 반응속도식에서는 나타나지 않습니다. 따라서 반응시간에 따라 농도의 변화가 가장 적은 물질은 효소와 반응물질의 복합체입니다.
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43. 공기 유입이 없는 생물반응기의 배양액 교반에너지(P)는 배양액의 밀도(ρ)와 점도(μ), 교반기의 회전속도(N), 교반기 날개의 직경(Di)의 값에 의존한다. 이들 관계에 대한 실험결과는 두 무차원 변수 Power Number와 Reynold Number를 이용해서 나타내져서 배양액의 교반에너지를 예측하기 위해서 사용된다. Power Number 식은?

  1. P/ρN2Di3
  2. ρNDi2/μ
  3. P2/(ρN3Di5)
  4. P/(ρN3Di5)
(정답률: 39%)
  • Power Number는 교반기의 회전속도와 교반에너지 사이의 비례상수이다. 즉, Power Number가 클수록 교반기의 회전속도에 비해 더 많은 교반에너지가 필요하다는 것을 의미한다. 따라서 배양액의 교반에너지를 나타내는 식은 Power Number와 다른 변수들의 곱으로 나타낼 수 있다. 이 중에서도 밀도, 회전속도, 날개 직경의 제곱, 그리고 교반기의 회전속도와 날개 직경의 비율의 다섯 제곱에 비례하는 변수들이 포함된 식이 P/(ρN3Di5)이다.
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44. 다음 중 효소의 안정도를 증가시키는 방법은?

  1. C
  2. B, C
  3. A, B, C
  4. A, C
(정답률: 39%)
  • 정답은 "A, B, C" 입니다.

    A. 온도를 낮추는 것은 효소의 안정도를 증가시키는 가장 기본적인 방법 중 하나입니다. 온도가 높으면 효소 분자가 불안정해지고, 활성화된 상태에서도 불안정한 상태가 됩니다.

    B. pH를 조절하는 것은 효소의 안정도를 증가시키는 또 다른 방법입니다. 효소는 특정 pH 범위에서 가장 잘 작동하므로, 이 pH 범위 내에서 유지하는 것이 중요합니다.

    C. 보존제를 사용하는 것은 효소의 안정도를 증가시키는 또 다른 방법입니다. 보존제는 효소 분자를 안정화시켜서 분해를 방지하고, 활성화된 상태를 유지시킵니다.
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45. 세포성장을 모사하는데 가장 널리 쓰이는 것 중의 하나인 Monod 식에 대한 설명으로 틀 린 것은?

  1. 기질농도가 매우 높을 때 세포의 비성장속도는 기질 농도에 관계없이 일정하다.
  2. 기질농도가 매우 낮을 때 비성장속도는 기질농도에 정비례 한다.
  3. 포화상수(saturation constant)가 클수록 기질에 대한 친화도가 높다.
  4. 포화상수는 최대 비성장속도 값의 1/2 에 해당하는 비성장속도를 나타내는 기질농도로 정의된다.
(정답률: 50%)
  • "포화상수(saturation constant)가 클수록 기질에 대한 친화도가 높다."라는 설명이 틀렸습니다. 포화상수는 최대 비성장속도 값의 1/2 에 해당하는 비성장속도를 나타내는 기질농도로 정의되며, 포화상수가 클수록 기질에 대한 친화도가 높다는 것은 맞습니다.
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46. 다음은 미생물의 생성과 분해에 소요되는 산소, 암모니아량을 표시하고 있다. 각각 얼마인지 계산하면?

  1. a=30, b=17, c=30, d=5, e=1
  2. a=45, b=10, c=15, d=6, e=0.5
  3. a=55, b=15, c=50, d=8, e=1
  4. a=59, b=17, c=59, d=5, e=1
(정답률: 72%)
  • 산소의 양은 분해와 생성 모두 같으므로, 산소의 양은 59이다. 암모니아량은 생성과 분해의 차이로 결정된다. 분해가 생성보다 많이 일어나므로, 암모니아량은 17-5=12이다. 따라서, 생성된 암모니아량은 59-12=47이다. 이를 다시 분해와 생성으로 나누면, 생성된 암모니아량은 47-30=17이고, 분해된 암모니아량은 12-5=7이다. 따라서, a=30+17=47, b=17, c=30+17=47, d=5+7=12, e=1이다. 이 값들은 보기 중에서 "a=59, b=17, c=59, d=5, e=1"과 일치한다.
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47. 일반적으로 미생물의 세포농도는 spectrophotometer(분광계)를 이용하여 손쉽게 측정할 수 있다. 다음 설명 중 올바르지 않 은 것은?

  1. 시료실을 통과하는 빛은 세포밀도와 시료실 두께의 함수이다.
  2. 배지에는 기본적으로 입자가 없어야 한다.
  3. 광학밀도(optical density)와 미생물의 건조중량을 연결하는 보정곡선이 필요하다.
  4. 배지에 의한 빛의 흡수를 최소화하기 위해 일반적으로 자외선 구간의 파장이 사용된다.
(정답률: 50%)
  • 배지에 의한 빛의 흡수를 최소화하기 위해 일반적으로 자외선 구간의 파장이 사용된다는 설명은 올바르다. 이는 자외선 구간의 파장이 미생물 세포와 배지 성분들에 의한 흡수가 적기 때문이다.
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48. 생물학적 막에 세포가 고정화되는 경우 생물막이 천천히 성장함에 따라 Thiele 계수는 어떻게 변하는가? 만일 전단응력에 의하여 생물막의 일부가 떨어져 나가면 Thiele 계수에 어떤 변화가 일어나는가?

  1. 점차적으로 감소, 갑자기 증가
  2. 점차적으로 증가, 갑자기 감소
  3. 점차적으로 증가, 변화 없음
  4. 변화 없음, 갑자기 감소
(정답률: 65%)
  • 생물학적 막에 세포가 고정화되면 Thiele 계수는 점차적으로 증가한다. 이는 생물막이 천천히 성장함에 따라 생물막 내부의 확산 경로가 복잡해지기 때문이다. 만약 전단응력에 의해 생물막의 일부가 떨어져 나가면 Thiele 계수는 갑자기 감소한다. 이는 생물막 내부의 확산 경로가 갑자기 단순화되기 때문이다.
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49. 다음 중 정제 공정에 포함이 되지 않는 생물분리공정은?

  1. 크로마토그래피
  2. 전기영동
  3. 한외여과
  4. 추출
(정답률: 50%)
  • 정제 공정에서는 생물분자를 순수하게 분리하기 위해 다양한 공정이 사용됩니다. 이 중에서도 "추출"은 생물분자를 분리하는 과정이 아니라, 다른 물질들과 혼합된 생물분자를 분리하기 위한 과정입니다. 따라서 정제 공정에 포함되지 않습니다. 반면에 "크로마토그래피"와 "전기영동"은 생물분자를 분리하는 과정으로, 정제 공정에 포함됩니다. "한외여과"는 생물분자를 거르는 필터링 과정으로, 정제 공정에 포함될 수도 있습니다.
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50. 회분식 효소반응기에서 반응속도가 로 주어졌을 때 를 x축으로 를 y축으로 도식화하면 직선을 얻을 수 있다. 이 직선의 기울기와 y축 절편은?

  1. 기울기:-Km, 절편: 1/Vm
  2. 기울기: , 절편:Vm
  3. 기울기:Km, 절편:1/Vm
  4. 기울기:1/Km, 절편:Vm
(정답률: 50%)
  • 회분식 효소반응에서 반응속도는 부피당 효소의 양에 비례하므로, 부피당 효소의 양을 x축으로, 반응속도를 y축으로 놓으면 직선이 된다. 이 직선의 기울기는 -Km이고, y절편은 Vm이다. 따라서 정답은 "기울기:-Km, 절편: Vm"이다.
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51. 사상균 배양의 경우 일반적으로 배양액의 점도가 매우 높아져 산소공급에 문제가 발생한다. 이런 문제를 최소화 하기에 가장 적합한 반응기 형태는?

  1. 교반형(stirred vessel type)
  2. 유동층(fluidized-bed type)
  3. 기포탑(bubble coumn type)
  4. 공기부양식(air-lift type)
(정답률: 47%)
  • 교반형 반응기는 내부에 교반기를 설치하여 액체를 교반하면서 산소를 공급할 수 있기 때문에 사상균 배양에서 적합하다. 교반기의 속도와 방향을 조절하여 적절한 교반을 유지할 수 있으며, 산소공급을 위한 공기도 함께 공급할 수 있다. 따라서 일반적으로 사상균 배양에서는 교반형 반응기가 가장 많이 사용된다.
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52. 고정화 세포계에서의 생물반응기에 관한 내용이다. 맞는 것은?

  1. 대부분의 경우 고정화 세포관을 통해 영양액을 통과시키는 관류(perfusion)방식으로 운전된다.
  2. 고정화 동물세포 배양기는 유동층(fluidized-bed) 형태로 운전되는데 아주 낮은 재순환을 필요로 한다.
  3. 고정화 세포를 이용한 폐기물처리 시스템에서는 아주 낮은 재순환이 필수적인데, 이때 계는 연속식 반응기에 가깝다.
  4. 일반적으로 지지담체는 기계적으로 강하기 때문에 충전관(packed-column) 반응기같이 높은 수력학적 전단응력을 가지는 반응기가 선호된다.
(정답률: 62%)
  • 고정화 세포관은 세포를 고정시켜서 사용하는데, 이는 세포가 자유롭게 움직이지 않고 고정되어 있기 때문에 영양액을 통과시키는 관류(perfusion) 방식으로 운전하는 것이 효율적이기 때문이다. 이 방식은 일정한 양의 영양액을 계속해서 공급할 수 있어서 세포의 생존과 성장에 이상적이다. 따라서 "대부분의 경우 고정화 세포관을 통해 영양액을 통과시키는 관류(perfusion)방식으로 운전된다."는 맞는 설명이다.
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53. 다음 중 틀 린 설명은?

  1. 정지기 동안, 세포는 세포 내의 저장물질을 분해하여 새로운 구성단위 물질을 만든다.
  2. 사멸기는 정지기 다음이다.
  3. 사멸속도의 일차 반응식은 (N은 세포농도임.) 이다.
  4. 지수생장기에는 세포의 질량과 수가 지수적으로 늘어난다.
(정답률: 50%)
  • 사멸속도의 일차 반응식은 (N은 세포농도임.) 이다. - 사멸속도는 일정한 비율로 감소하는 것을 의미하며, 이 때 세포의 농도가 일차 반응식으로 감소한다는 것을 나타내는 식이다.
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54. 다음의 세포 성장 주기 중 순수세포성장속도 (net growth rate)가 0 이며 주로 이차대사물이 생성되는 시기는?

  1. 지연기 (lag phase)
  2. 지수 생장기 (exponential phase)
  3. 감속기 (decelerating growth phase)
  4. 정지기 (stationary phase)
(정답률: 75%)
  • 정지기 (stationary phase)입니다. 이 시기에는 세포 분열과 세포 사멸이 균형을 이루어 세포 수가 일정하게 유지됩니다. 이는 세포가 생장에 필요한 영양분을 모두 소진하고, 세포 내부 환경이 악화되어 세포 분열이 어려워지기 때문입니다. 따라서 이 시기에는 대부분 이차대사물이 생성됩니다.
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55. 초기 액상부피가 1ℓ 인 생물반응기에 고농도의 포도당을 시간당 0.5ℓ 로 주입하는 유가식 배양을 통해 2 시간 후 에 50g의 세포를 얻었다. 이 때, 반응기에서의 세포의 농도는?

  1. 100 g/ℓ
  2. 50 g/ℓ
  3. 25 g/ℓ
  4. 10 g/ℓ
(정답률: 70%)
  • 2시간 동안 액상부피는 1ℓ + (0.5ℓ/시간) × 2시간 = 2ℓ 이다. 이 기간 동안 반응기에 주입된 포도당의 양은 0.5ℓ/시간 × 2시간 = 1ℓ 이다. 따라서, 반응기 내 포도당 농도는 1ℓ/2ℓ = 0.5 ℓ/ℓ 이다.

    반응기 내에서 생산된 세포의 양은 50g 이므로, 반응기 내에서의 세포 농도는 50g/2ℓ = 25 g/ℓ 이다. 따라서, 정답은 "25 g/ℓ" 이다.
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56. 효소반응과 유기반응을 구별하는 가장 큰 차이점은?

  1. 유기반응은 고온, 고압에서 효소반응은 상온, 상압에 서 주로 이루어진다.
  2. 유기반응은 물 혹은 유기용매상에서 효소반응은 주로 물에서 이루어진다.
  3. 유기반응은 기질에 대한 특이성이 적고 효소반응은 크다.
  4. 유기반응은 부산물이 많은데 효소반응은 적다.
(정답률: 39%)
  • 효소반응은 생물학적인 환경에서 일어나기 때문에 상온, 상압에서 주로 이루어지며, 유기반응은 화학적인 환경에서 일어나기 때문에 고온, 고압에서 주로 이루어진다. 이는 유기화학 반응에서 반응속도를 높이기 위해 열과 압력을 이용하는 것과는 대조적이다.
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57. 생물반응기를 대규모화 할 때 반응기의 크기변화에 따라서 일정한 값을 유지하고자 하는 항목이 아 닌 것은?

  1. 배양액의 단위부피 당 교반에너지
  2. 배양액의 단위부피 당 산소전달계수
  3. 교반날개의 선단속도
  4. 공기유입속도
(정답률: 59%)
  • 생물반응기의 크기가 커질수록 교반에너지, 산소전달계수, 교반날개의 선단속도는 일정한 값을 유지하고자 하는 항목이지만, 공기유입속도는 크기가 커질수록 증가해야 한다. 따라서 공기유입속도는 일정한 값을 유지하고자 하는 항목이 아니다.
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58. 교반식 연속생물반응기의 특성에 대해서 틀 린 것은?

  1. 시간에 따라 반응조건이 일정하게 유지된다.
  2. 정상상태에서 반응이 이루어질 수 있다.
  3. 2차 대사산물의 생산에 적합하다.
  4. 회분식 반응기에 비해서 생산속도가 증가한다.
(정답률: 67%)
  • 교반식 연속생물반응기는 시간에 따라 반응조건이 일정하게 유지되므로 정상상태에서 반응이 이루어질 수 있습니다. 또한, 회분식 반응기에 비해서 생산속도가 증가하므로 대량 생산에 적합합니다. 이러한 특성으로 인해 2차 대사산물의 생산에 적합하다고 할 수 있습니다.
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59. 셀룰로즈 아세테이트로 만들어진 막여과기에 대해서 틀 린 설명은?

  1. 기체와 액체의 여과에 사용할 수 있다.
  2. 사용 후 고압증기로 멸균할 수 있다.
  3. 여과 중 압력손실이 작다.
  4. 고농도 미생물의 여과에 사용할 수 있다.
(정답률: 47%)
  • 셀룰로즈 아세테이트 막여과기는 고농도 미생물의 여과에 사용할 수 있습니다. 이는 셀룰로즈 아세테이트 막이 미세한 구멍 크기를 가지고 있어 미생물을 효과적으로 걸러낼 수 있기 때문입니다. 또한 여과 중 압력손실이 작아서 효율적인 여과가 가능하며, 사용 후 고압증기로 멸균할 수 있어서 재사용이 가능합니다. 기체와 액체의 여과에도 사용할 수 있습니다.
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60. 단백질 효소들은 효소활성을 위하여 비단백질기를 필요로 한다. 비단백질을 갖는 효소를 뜻하는 것은?

  1. 보조효소(coenzyme)
  2. 완전효소(holoenzyme)
  3. 순효소(apoenzyme)
  4. 유사효소(isozyme)
(정답률: 47%)
  • 완전효소(holoenzyme)는 단백질 효소와 비단백질인 보조효소(coenzyme)나 전이효소(transition metal ion) 등이 결합하여 활성화된 상태를 말한다. 따라서, 단백질 효소가 활성화되기 위해서는 비단백질인 보조효소와 결합하여 완전효소를 형성해야 한다.
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4과목: 생물분리공학

61. 단백질을 구성하는 아미노산은 무슨 결합에 의해 서로 연결되는가?

  1. 에스테르결합(ester bond)
  2. 수소결합(hydrogen bond)
  3. 펩티드결합(peptide bond)
  4. 소수성결합(hydrophobic interaction)
(정답률: 70%)
  • 아미노산은 카르복실기(-COOH)와 아미노기(-NH2)를 가지고 있으며, 이 두 기가 서로 결합하여 아미노산이 된다. 이때, 아미노산들은 펩티드결합(peptide bond)이라는 결합으로 서로 연결된다. 펩티드결합은 카르복실기의 탄소와 아미노기의 질소가 결합하여 형성되는 결합으로, 이 결합에 의해 아미노산들이 서로 연결되어 단백질이 형성된다.
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62. 다음 한외 여과막 중 부피에 대해 표면적이 가장 큰 막형태는?

  1. 실관형
  2. 평판형
  3. 나선감김형
  4. 관형
(정답률: 34%)
  • 실관형은 막 내부에 공간이 형성되어 부피가 큰 물질을 처리할 수 있는 구조를 가지고 있습니다. 따라서 부피에 대한 처리량이 많은 경우에는 표면적이 작더라도 실관형이 가장 적합한 막 형태입니다. 반면에 평판형은 표면적이 크지만 부피 처리량이 적은 경우에 적합하며, 나선감김형과 관형은 부피 처리량이 중간 정도인 경우에 적합합니다.
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63. 막 여과시 발생하는 농도분극현상을 줄이기 위한 방법이 아닌 것은?

  1. 맥동 (Pulsation)
  2. 진동 (Vibration)
  3. 교차류 (Cross-flow)
  4. 향류 (Counter-current flow)
(정답률: 42%)
  • 향류는 여과막을 통과하는 액체와 반대 방향으로 여과막을 흐르는 액체가 만나는 방식으로, 농도분극현상을 줄이는 방법 중 하나입니다. 따라서, 향류는 막 여과시 발생하는 농도분극현상을 줄이기 위한 방법이 아닙니다.
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64. 동시생물반응과 회수기술에 속하지 않 는 것은?

  1. 진공 발효법
  2. 젤(gel)여과 크로마토그래피법
  3. 고체흡착제 첨가법
  4. 액체추출제 첨가법
(정답률: 62%)
  • 젤(gel)여과 크로마토그래피법은 분리 및 정제 기술이며, 동시생물반응과 회수기술은 생물공학에서 사용되는 기술입니다. 따라서 젤(gel)여과 크로마토그래피법은 이들과는 다른 범주에 속합니다.
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65. 단백질의 베타-턴(β -turn) 구조를 구성하는 최소 아미노산 개수와 분자결합 형태는?

  1. 4개/수소결합
  2. 5개/공유결합
  3. 6개/이온결합
  4. 8개/소수성결합
(정답률: 50%)
  • β-turn 구조는 4개의 아미노산으로 이루어져 있으며, 이 중 2개의 아미노산은 반드시 Proline과 Glycine이어야 한다. Proline은 C-N 결합이 고정되어 있어서 다른 아미노산과 달리 회전이 제한되어 있으며, Glycine은 가장 작은 아미노산으로서 회전이 자유롭다. 이 두 아미노산이 β-turn 구조에서 중요한 역할을 하기 때문에 반드시 포함되어야 한다.

    β-turn 구조는 수소결합을 통해 안정화되는데, 이는 인접한 아미노산의 카르복실기와 아미노기 사이의 수소결합이 형성되기 때문이다. 따라서 β-turn 구조는 수소결합을 이용하여 안정화되며, 다른 결합 형태는 사용되지 않는다. 따라서 정답은 "4개/수소결합"이다.
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66. 항생물질, 혈청 등 액체에 용해되어 있는 상태로서 특히 열에 불안정한 물질에 대해 사용하는 건조법은?

  1. 적외선 복사건조법
  2. 동결건조법
  3. 고주파건조법
  4. 유동층건조법
(정답률: 73%)
  • 동결건조법은 액체를 얼린 후 진공 상태에서 얼음을 기화시켜 건조하는 방법으로, 열에 불안정한 물질에 대해 사용됩니다. 이는 액체 상태에서 물질이 분해되거나 변성되는 것을 방지하기 위해 사용됩니다.
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67. 생물반응과 분리의 동시공정의 장점에 속하지 않는 것은?

  1. 기질저해의 제거
  2. 생성물 저해의 감소
  3. 반응수율의 증가
  4. 생성물의 변성 방지
(정답률: 47%)
  • 기질저해의 제거는 생물반응과 분리의 동시공정의 장점에 속하지 않는다. 이는 생물반응과 분리의 동시공정에서는 생물체가 생성한 기질저해물질을 분리과정에서 바로 제거할 수 있기 때문이다. 따라서 기질저해물질이 반응에 영향을 미치지 않도록 할 수 있어 반응수율의 증가와 생성물의 변성 방지 등의 장점을 얻을 수 있다.
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68. 추출공정에서 분배계수 K > 1인 조건은? (단, L은 가벼운 용매이고 H는 무거운 용매이며 μ°는 표준상태의 화학포텐셜이다.)

  1. μ°H) > μ°(L)
  2. μ°(H) = μ°(L)
  3. μ°(H) < μ°(L)
  4. μ°(H) = ∞
(정답률: 50%)
  • 분배계수 K는 H와 L 사이의 화학포텐셜 차이에 비례한다. 따라서 K > 1이 되기 위해서는 H의 화학포텐셜이 L보다 높아야 한다. 즉, μ°H) > μ°(L)이어야 한다.
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69. 전류를 가하여 용액으로부터 전하를 띄는 분자를 분리하는데 사용되는 막분리 방법은?

  1. 전기영동
  2. 전기투석
  3. 투석
  4. 크로마토그래피
(정답률: 50%)
  • 전기투석은 전류를 이용하여 용액 속의 분자를 전하에 따라 분리하는 방법이다. 이 방법은 전기장을 이용하여 분자를 이동시키는데, 이때 분자의 크기와 전하에 따라 이동 속도가 달라져 분리가 가능하다. 따라서 전기투석은 전기영동과 유사하지만, 전기영동은 전기장을 이용하여 분자를 이동시키는 반면에 전기투석은 전류를 이용하여 분자를 이동시킨다는 차이가 있다. 투석과 크로마토그래피는 전기장을 이용하지 않는 방법으로, 전기투석과는 다른 원리를 가진다.
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70. 정압(진공)여과운전에서 여과속도는 여과기의 표면적과 여액의 점도와 각각 어떤 관계인가?

  1. 여과기의 표면적에 비례, 여액의 점도에 비례
  2. 여과기의 표면적에 비례, 여액의 점도에 반비례
  3. 여과기의 표면적에 반비례, 여액의 점도에 비례
  4. 여과기의 표면적에 반비례, 여액의 점도에 반비례
(정답률: 70%)
  • 여과속도는 여과기의 표면적과 여액의 점도에 반비례한다. 이는 여과기의 표면적이 클수록 여과기 내부에서 여액이 흐르는 거리가 길어지기 때문에 여과속도가 느려지기 때문이다. 또한 여액의 점도가 높을수록 여과기 내부에서 여액이 흐르는 저항이 커져서 여과속도가 느려지기 때문이다. 따라서 여과속도는 여과기의 표면적에 비례하고 여액의 점도에 반비례한다.
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71. 발효 생산물이 아 닌 것은?

  1. 세포
  2. 세포외 생산물
  3. 세포내 생산물
  4. 요소
(정답률: 54%)
  • 정답은 "요소"입니다. 발효 생산물은 세포나 세포외 생산물, 세포내 생산물과 같은 생물학적인 구성요소들이 발효과정에서 생산되는 것이지만, "요소"는 화학적인 구성요소를 의미하므로 발효 생산물이 아닙니다.
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72. 재조합 효모에 의해 분비생산된 분자량 50000 Da의 효소를 막분리 공정을 사용하여 농축하려고 한다. 다음 보기 중에서 순서적으로 가장 적절한 공정은?

  1. 미세여과 - 한외여과
  2. 한외여과 - 미세여과
  3. 한외여과 - 역삼투
  4. 역삼투 - 한외여과
(정답률: 50%)
  • 미세여과 - 한외여과가 가장 적절한 공정이다.

    재조합 효모에 의해 분비생산된 효소는 분자량이 50000 Da로 상대적으로 큰 분자이므로, 농축을 위해서는 먼저 미세여과를 통해 큰 분자들을 걸러내야 한다. 그 후에 한외여과를 통해 더욱 작은 분자들을 걸러내면서 농축을 진행할 수 있다.

    한외여과 - 미세여과는 농축을 위한 순서가 반대이므로 적절하지 않다. 역삼투는 농축에 적합하지 않은 공정이다.
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73. 승화현상을 이용한 건조기는?

  1. tray dryer
  2. spray dryer
  3. freeze dryer
  4. tumble dryer
(정답률: 71%)
  • 승화현상은 고체 상태의 물질을 기체 상태로 변화시키는 현상을 말합니다. 이를 이용하여 건조기를 만들 수 있는데, 이 중에서도 freeze dryer는 물질을 냉동시켜 고체 상태로 만든 후 진공 상태에서 물질의 수분을 제거하는 방식으로 건조를 진행합니다. 이 방식은 물질의 구조를 보존하면서 건조할 수 있어서 식품, 약품 등의 분야에서 많이 사용됩니다. 따라서 freeze dryer가 승화현상을 이용한 건조기 중 하나인 것입니다.
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74. 여과공정에서 여과속도를 높이기 위한 방법이 아닌 것은?

  1. 점도를 낮춘다.
  2. 여과면적을 높인다.
  3. 압력을 증가시킨다.
  4. 온도를 낮춘다.
(정답률: 67%)
  • 온도를 낮추는 것은 여과속도를 높이는 방법이 아닙니다. 온도가 낮아지면 액체의 점도가 증가하기 때문에 오히려 여과속도가 느려질 수 있습니다. 따라서 온도를 낮추는 것은 여과속도를 높이기 위한 방법이 아닙니다.
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75. 대장균의 세포벽을 분해하는데 사용되는 라이소자임(lysozyme)의 효율성을 높이기 위해 전처리에 사용되는 물질은?

  1. 우레아(urea)
  2. 에탄올
  3. EDTA
  4. 글루타치온
(정답률: 64%)
  • EDTA는 금속 이온을 결합하여 세포벽을 강화시키는 역할을 하는데, 대장균의 세포벽을 분해하는 라이소자임의 효율성을 높이기 위해서는 세포벽을 강화시키는 금속 이온을 제거해야 하기 때문에 EDTA가 전처리에 사용되는 물질로 선택된 것입니다.
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76. 다음 여러 가지의 원심 분리기 중에서 시간당 처리량이 가장 큰 것은?

  1. 경사분리기
  2. 노즐분리기
  3. 고형물 보울분리기
  4. 고형물 분출분리기
(정답률: 31%)
  • 노즐분리기는 원심력을 이용하여 물질을 분리하는데, 노즐의 크기와 모양을 조절하여 처리량을 조절할 수 있기 때문에 시간당 처리량이 가장 큽니다. 또한 고형물 분출분리기나 고형물 보울분리기는 고형물을 분리하는데 효과적이지만, 액체 처리량이 적어 시간당 처리량이 낮습니다. 경사분리기는 액체와 고형물을 분리하는데 사용되지만, 처리량이 노즐분리기보다 적습니다.
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77. 발효액으로부터 효소를 분리하고 정제하는데 수반되는 주요 단계 중 맨 처음에 수행하여야 할 단계는?

  1. 세포, 불용성 입자 및 거대분자 같은 고체의 분리
  2. 생성물의 1차분리 또는 농축과 대부분의 수분 제거
  3. 오염화학물질의 정제 또는 제거
  4. 건조와 같은 생성물의 제조
(정답률: 79%)
  • 발효액은 세포, 불용성 입자 및 거대분자 같은 고체 물질들이 포함되어 있기 때문에, 이들을 먼저 분리해야 합니다. 이를 위해 일반적으로 세포와 같은 고체 물질들을 제거하기 위한 여러 가지 방법이 사용됩니다. 이 단계를 거치면 이후의 단계에서 더욱 정확하고 효율적인 효소 정제가 가능해집니다. 따라서 "세포, 불용성 입자 및 거대분자 같은 고체의 분리"가 발효액으로부터 효소를 분리하고 정제하는데 수반되는 주요 단계 중 맨 처음에 수행하여야 할 단계입니다.
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78. 2M의 KCl 2L를 4M의 NaNO3 1L에 섞었을 때 몇 mol만큼의 KNO3가 침전될 것인가? (단, KCl의 용해도적(solubility product)은 10(mol/liter)2이고 KNO3는 1.7(mol/liter)2이며 NaNO3는 100 (mol/liter)2이다.)

  1. 0.09
  2. 0.9
  3. 1.5
  4. 1.9
(정답률: 42%)
  • 먼저, KCl과 NaNO3가 섞이면 이온 결합이 일어나서 KNO3가 생성된다. 이때, KCl과 NaNO3의 이온농도가 높아지면 KNO3의 용해도적을 초과하게 되어 침전이 일어난다. 따라서, 침전이 일어나는지 여부를 확인하기 위해 KNO3의 용해도적과 생성되는 KNO3의 이온농도를 비교해야 한다.

    KCl의 용해도적은 10(mol/liter)2이므로, 2M의 KCl 용액에서 K+ 이온과 Cl- 이온의 농도는 각각 2M이다. 마찬가지로, NaNO3의 이온농도는 4M이므로 Na+ 이온과 NO3- 이온의 농도는 각각 4M이다.

    이제, KCl과 NaNO3를 섞으면 K+ 이온과 Cl- 이온, Na+ 이온과 NO3- 이온이 결합하여 KNO3이 생성된다. 이때, 생성되는 KNO3의 이온농도는 K+ 이온과 NO3- 이온의 농도이다. 따라서, 생성되는 KNO3의 이온농도는 2M × 4M = 8M이다.

    하지만, KNO3의 용해도적은 1.7(mol/liter)2이므로, 이 이상으로 농도가 높아지면 침전이 일어난다. 따라서, 생성되는 KNO3의 이온농도가 1.7(mol/liter)2을 초과하지 않도록 해야 한다.

    생성되는 KNO3의 이온농도가 1.7(mol/liter)2이 되려면, 생성되는 KNO3의 농도는 1.7(mol/liter)2 / 4M = 0.425M 이하여야 한다. 따라서, 생성되는 KNO3의 몰농도는 0.425M 이하여야 하며, 이때 생성되는 KNO3의 몰수는 0.425M × 3L = 1.275mol 이다.

    하지만, 생성되는 KNO3의 몰농도가 0.425M 이하이므로 침전이 일어나지 않는다. 따라서, 생성되는 KNO3의 몰수는 0mol 이다.

    따라서, 정답은 "0.09"가 아닌 "0"이다.
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79. 다음 실험장비 중 추출실험장치는?

  1. 피펫
  2. 분액깔대기
  3. 리비히응축기
  4. 엘렌마이어 플라스크
(정답률: 43%)
  • 분액깔대기는 용액을 분주하게 추출하는데 사용되는 실험장비입니다. 분액깔대기는 용액을 담은 유리병과 분리되어 있는 작은 유리관으로 이루어져 있습니다. 용액을 유리병에 넣고 작은 유리관을 통해 추출용액을 분리할 수 있습니다. 이를 통해 용액을 빠르고 정확하게 추출할 수 있습니다. 따라서 분액깔대기가 추출실험장치입니다.
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80. 다음 중 분리에 영향을 미치는 주요인자가 물질의 크기(size)가 아 닌 것은?

  1. 한외여과
  2. 젤 크로마토그래피
  3. 역삼투
  4. 추출
(정답률: 45%)
  • 정답은 "추출"입니다. 분리에 영향을 미치는 주요인자는 물질의 크기(size)뿐만 아니라 극성, 분자량, 증발점 등 여러 가지 요인이 있습니다. 하지만 추출은 물질을 용매에 용해시켜 분리하는 과정으로, 크기와는 직접적인 상관관계가 없습니다.
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5과목: 생물공학개론

81. 다음 중 KGMP 4대 기준서 가운데 품질관리기준서에 포함될 사항이 아닌 것은?

  1. 품명, 시험항목, 판정결과 등이 기재된 시험기록작성
  2. 검체의 채취량· 채취장소 및 채취방법
  3. 시험결과를 감독기관에 보고하는 방법
  4. 시험시설 및 기구의 점검
(정답률: 78%)
  • "시험결과를 감독기관에 보고하는 방법"은 KGMP 4대 기준서 가운데 품질관리기준서에 포함되지 않는다. 이유는 이 항목은 품질관리에 직접적으로 영향을 미치는 내용이 아니기 때문이다. 이 항목은 보고서 작성 및 제출 방법에 대한 내용으로, 감독기관에 보고할 때 필요한 절차와 양식 등을 정하는 것이다.
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82. 전통적 의미의 발효(fermentation)에 대해 잘 못 기술한 것은?

  1. 전자전달계가 없이 이루어 진다.
  2. 무산소 상태의 대사과정(anaerobic metabolism)이다.
  3. 무산소 호흡(anaerobic respiration)을 통해 이루어 진다.
  4. 유산(lactic acid) 등 유기산의 생성이 pyruvate를 거친 단계적 반응으로 이루어 진다.
(정답률: 39%)
  • 정답은 "무산소 호흡(anaerobic respiration)을 통해 이루어 진다."입니다. 발효는 전자전달계 없이 이루어지며, 무산소 상태에서 일어나는 대사과정이지만, 무산소 호흡과는 다릅니다. 발효에서는 유산 등 유기산의 생성이 pyruvate를 거친 단계적 반응으로 이루어집니다.
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83. 다음 중 해독(translation)과정에 필요한 요소가 아닌 것은?

  1. tRNA
  2. 리보솜
  3. ATP와 같은 화학에너지원
  4. RNA 중합효소
(정답률: 72%)
  • RNA 중합효소는 해독과정이 아닌 합성과정에서 필요한 요소이기 때문입니다. RNA 중합효소는 RNA 분자를 합성하는데 사용되며, 해독과정에서는 tRNA와 리보솜, ATP와 같은 화학에너지원이 필요합니다.
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84. 고정화 세포 시스템에서 Damkoehler 수는 (최대 생변환속도)/(최대 확산속도)로 정의된다. Damkoehler 수가 1보다 훨씬 큰 경우가 의미하는 것은?

  1. 생산성이 매우 높다.
  2. 확산이 속도 결정단계이다.
  3. 반응속도가 속도 결정단계이다.
  4. bulk 용액이 turbulent flow이다.
(정답률: 62%)
  • Damkoehler 수가 1보다 훨씬 큰 경우는 확산이 생변환속도에 비해 매우 빠르다는 것을 의미한다. 이는 확산이 시스템 내에서 속도 결정단계가 아니라는 것을 나타낸다. 따라서, 반응속도나 생산성과는 관련이 없다.

    확산이 속도 결정단계이면, 시스템 내에서 확산이 가장 느리게 일어나는 단계가 전체 반응속도를 결정하는데 중요한 역할을 한다. 따라서, 시스템 내에서 확산이 속도 결정단계이면, 확산속도를 높이는 방법을 찾는 것이 전체 반응속도를 높이는데 중요하다.
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85. 세포내에서 단백질 합성이 일어나는 곳은?

  1. mitochondria
  2. plasma membrane
  3. ribosome
  4. golgi body
(정답률: 69%)
  • 단백질 합성은 리보솜에서 일어납니다. 리보솜은 세포내에서 단백질 합성을 담당하는 구조체입니다.
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86. KGMP에 의해 제조관리부서 책임자가 관리해야 할 사항이 아 닌 것은?

  1. 제품 시험 분석에 관한 시험지시서 작성 및 점검· 확인
  2. 제품표준서, 제조관리기준서 및 제조위생관리기준서 비치, 운영
  3. 제조지시서 작성 및 작업 진행 점검, 확인
  4. 원료자재 및 완제품의 보관관리 담당자 지정
(정답률: 40%)
  • KGMP에서 제조관리부서 책임자가 관리해야 할 사항은 제품표준서, 제조관리기준서 및 제조위생관리기준서 비치 및 운영, 제조지시서 작성 및 작업 진행 점검 및 확인, 원료자재 및 완제품의 보관관리 담당자 지정입니다. "제품 시험 분석에 관한 시험지시서 작성 및 점검· 확인"은 품질관리부서의 역할이므로 제조관리부서 책임자가 관리해야 할 사항이 아닙니다.
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87. 지수성장기에 있는 회분식 발효공정으로부터 다음 데이터를 얻었다. 이 때 비성장속도는 얼마인가?

  1. 1.9 hr-1
  2. 1.3 hr-1
  3. 0.9 hr-1
  4. 0.5 hr-1
(정답률: 65%)
  • 비성장속도는 로그 선형 그래프에서 기울기를 나타내는 것으로, 그래프 상에서 초기 선형 구간의 기울기를 구하면 된다. 이 그래프에서 초기 선형 구간은 0~20시간 사이이며, 이 구간에서의 기울기는 0.5 hr-1 이다. 따라서 정답은 "0.5 hr-1" 이다.
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88. 람버트-비어(Lambet-Beer)의 법칙이 성립하기 위한 조건이 아닌 것은?

  1. 입사광은 단색광이어야 한다.
  2. 용액 및 용매분자에 의한 산란이 없어야 한다.
  3. 용액 계면에서의 반사, 기기 내부의 미광이 없어야한다.
  4. 용액 농도가 변화함에 따라 용질 화학종의 용존 상태가 변화해야 한다.
(정답률: 65%)
  • "용액 농도가 변화함에 따라 용질 화학종의 용존 상태가 변화해야 한다."는 람버트-비어의 법칙이 성립하기 위한 조건 중 하나입니다. 따라서 이 조건이 성립하지 않으면 람버트-비어의 법칙이 성립하지 않습니다.

    다른 보기들은 모두 람버트-비어의 법칙이 성립하기 위한 조건입니다. 단색광이어야 하는 이유는 다양한 파장의 광선이 혼합되면 측정 결과에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다. 산란이 없어야 하는 이유는 산란이 측정 결과에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다. 반사나 미광이 없어야 하는 이유는 측정 결과에 왜곡을 일으킬 수 있기 때문입니다.
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89. 다음 중 고박테리아(archaebacteria)와 진정세균(eubacteria)의 차이점이 아 닌 것은?

  1. 단백질 생합성 과정
  2. 세포막의 지질 조성
  3. 리보슴 RNA의 염기서열
  4. 세포벽의 구성 성분
(정답률: 40%)
  • 단백질 생합성 과정은 고박테리아와 진정세균 모두에서 유사하게 일어나기 때문에 차이점이 아닙니다. 단백질 생합성 과정은 DNA에서 mRNA로 전사되어 ribosome에서 번역되어 단백질이 합성되는 과정을 말합니다. 따라서 이 과정은 고박테리아와 진정세균 모두에서 유사하게 일어납니다.
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90. 간 세포 내부의 pH는 6.9이다. [H]+의 농도는?

  1. 0.84 × 10-6
  2. 0.84 × 10-7
  3. 1.26 × 10-6
  4. 1.26 × 10-7
(정답률: 50%)
  • pH는 -log[H]+로 계산된다. 따라서 pH가 6.9일 때 [H]+는 10-pH = 10-6.9 = 1.26 × 10-7이다. 따라서 정답은 "1.26 × 10-7"이다.
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91. 다음 중 방선균(Actinomycetes)의 특성과 관련이 없는 것은?

  1. 균사생장
  2. 토양미생물
  3. 사상균류
  4. 산업미생물
(정답률: 46%)
  • 사상균류는 방선균과는 다른 분류군에 속하는 균류이기 때문에 방선균의 특성과는 관련이 없습니다.
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92. 단백질은 아미노산 곁가지에 많은 수의 약산성 그룹과 약염기성 그룹을 가지고 있다. 이들 그룹이 하는 역할이 아닌 것은?

  1. 다른 분자와 이온결합하는 역할
  2. 전기적 중성을 유지하는 역할
  3. pH 변화에 대한 완충작용 역할
  4. 다른 분자와 소수성 결합하는 역할
(정답률: 42%)
  • 약산성 그룹과 약염기성 그룹은 주로 전기적 중성을 유지하고 pH 변화에 대한 완충작용을 하는 역할을 합니다. 그러나 다른 분자와 소수성 결합하는 역할은 아미노산의 측기가 아닌 리그랜드와의 결합에서 주로 일어나는 역할입니다. 따라서 이들 그룹이 하는 역할 중에서 다른 분자와 소수성 결합하는 역할은 아닙니다.
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93. 재조합 (cloning)된 미생물은 성장과정에서 플라스미드(plasmid)를 손실할 가능성을 갖고 있다. 발효과정에서 플라스미드를 가진 (plasmid-carrying) 미생물 (X+)과 플라스미드가 손실된 (plasmid-free) 미생물 (X-)의 시간에 따른 농도변화에 대한 물질수지식을 올바르게 나타낸 것은? (여기서, μ 는 미생물의 비증식속도 (specific growth rate), p 는 세포증식에서 플라스미드를 손실한 확률을 나타낸다 (p<1).)

  1. dX+/dt = (1-p) μ+X+ dX-/dt = p μ-X-
  2. dX+/dt = (1-p) μ+X+ dX-/dt = p μ+X+ + (1-p) μ-X-
  3. dX+/dt = (1-p) μ+X+ dX-/dt = p μ+X+ + μ-X-
  4. dX+/dt = p μ+X+ dX-/dt = (1-p) μ-X-
(정답률: 32%)
  • 플라스미드를 가진 미생물(X+)은 플라스미드를 손실할 확률이 없으므로, 그들의 비증식속도는 μ+이다. 반면, 플라스미드가 손실된 미생물(X-)은 플라스미드를 손실한 후에도 계속 성장할 수 있지만, 그들의 비증식속도는 μ-이다. 따라서, dX+/dt는 플라스미드를 손실하지 않은 미생물의 증식속도인 (1-p) μ+X+이고, dX-/dt는 플라스미드를 손실했을 때의 미생물의 증식속도인 p μ+X+ + μ-X-이다. 따라서, 올바른 답은 "dX+/dt = (1-p) μ+X+ dX-/dt = p μ+X+ + μ-X-"이다.
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94. 다음 중 TCA cycle의 주요 기능은?

  1. 전자방출
  2. ATP 합성
  3. NADH 합성
  4. 전자이동
(정답률: 17%)
  • TCA cycle의 주요 기능은 "전자이동"입니다. TCA cycle은 탄소화합물을 분해하여 NADH와 FADH2를 생성하고, 이들 전자공여체를 이용하여 전자이동을 일으키는데, 이 과정에서 전자방출이 일어나게 됩니다. 이러한 전자이동 과정에서 생성된 에너지는 산소와 결합하여 ATP 합성에 이용됩니다. 따라서 TCA cycle은 ATP 합성과 NADH 합성에도 관여하지만, 그 주요 기능은 전자이동입니다.
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95. 성장이 Monod kinetics를 따르는 미생물의 연속 발효공정을 생각하자. 공정이 정상상태에 있을 때 공급되는 feed중의 기질 농도를 두배로 하면 새로운 정상상태에 도달했을 때, 발효조 중의 기질농도는? (단, 기질로부터 세포이외의 물질은 생성되지 않고, 유지(maintenance)를 위한 기질의 소모도 없으며, 세포의 사멸도 없는 것으로 가정한다.)

  1. feed중의 기질농도를 바꾸기 전의 값과 같다.
  2. feed중의 기질농도를 바꾸기 전의 값의 2배가 된다.
  3. feed중의 기질농도를 바꾸기 전의 값보다 높지만 2배가 되지는 않는다.
  4. feed중의 기질농도를 바꾸기 전의 값보다 낮아진다.
(정답률: 58%)
  • Monod kinetics를 따르는 미생물의 경우, 기질 농도가 증가하면 초기에는 더 빠른 성장률을 보이지만, 일정 기질 농도 이상에서는 포화 상태에 도달하여 성장률이 더 이상 증가하지 않는다. 따라서, 공급되는 feed중의 기질 농도를 두배로 하더라도, 새로운 정상상태에 도달했을 때 발효조 중의 기질농도는 이전과 같을 것이다. 이는 더 높은 기질 농도에서는 더 빠른 성장률을 보이지만, 일정 기질 농도 이상에서는 포화 상태에 도달하여 성장률이 더 이상 증가하지 않기 때문이다. 따라서, 새로운 정상상태에서도 이전과 같은 기질농도를 유지할 것이다.
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96. 다음 보기의 크로마토그래피중 이동상이 액체인 것은?

  1. ①
  2. ①, ②
  3. ①, ②, ④
  4. ①, ②, ③, ④
(정답률: 0%)
  • 정답은 "①, ②, ③, ④" 입니다. 이유는 모든 크로마토그래피에서 이동상은 액체상입니다. 따라서 보기에서 모든 항목이 이동상으로 표시되어 있으므로 모두 정답입니다.
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97. 다음 중 그람양성세균에만 존재하는 세포벽 구성 성분은?

  1. 펩티도글리칸 (peptidoglycan)
  2. 테이코익산 (teichoic acid)
  3. 지질다당류 (lipopoly saccharide)
  4. 인지질 (phospholipid)
(정답률: 40%)
  • 그람양성세균의 세포벽은 펩티도글리칸과 테이코익산으로 구성되어 있습니다. 하지만 그람양성세균에만 특별히 존재하는 구성 성분은 테이코익산입니다. 테이코익산은 세포벽의 펩티도글리칸에 결합하여 세포벽의 구조를 유지하고 세균의 생존에 중요한 역할을 합니다.
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98. RNA를 구성하는 염기가 아닌 것은?

  1. 아데닌
  2. 시토신
  3. 티민
  4. 구아닌
(정답률: 60%)
  • RNA는 DNA와 달리 티민(T) 대신 우라실(U)을 사용한다. 따라서 RNA를 구성하는 염기 중에는 티민이 없다.
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99. 포도당에 의해 성장이 기질저해를 받는 박테리아가 있다. 이러한 박테리아의 포도당을 원료로 하는 연속배양 시 이론적으로 가능한 정상상태는 몇 개인가? (단, 원료 중 기질농도는 충분히 높다고 가정, 세출(wash-out) 상태는 고려하지 않음, 유지(maintenance)를 위한 기질소비 무시, 세포사멸 무시, 세포이외의 산물은 없음. 기질저해시의 비성장 속도식은 다음과 같다.)

  1. 1 개
  2. 2 개
  3. 3 개
  4. 4 개
(정답률: 56%)
  • 주어진 비성장 속도식에서 μmax는 포도당 농도가 충분히 높을 때 최대 생장속도를 나타내는 매개변수이다. 따라서, 포도당을 원료로 하는 연속배양 시 포도당 농도가 충분히 높다면 μmax 이하의 생장속도로 성장할 것이다. 이때, μmax 이하의 생장속도로 성장하는 정상상태는 두 개이다. 따라서, 정답은 "2 개"이다.
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100. 다음 중 박테리아가 한 세포에서 다른 세포로 유전자를 전달하는 방법이 아닌 것은?

  1. 형질전환(Transformation)
  2. 전사(Transcription)
  3. 형질도입(Transduction)
  4. 접합(Conjugation)
(정답률: 72%)
  • 전사는 DNA에서 RNA로 정보를 전달하는 과정으로, 박테리아가 한 세포에서 다른 세포로 유전자를 전달하는 방법이 아니기 때문에 정답은 "전사(Transcription)"입니다.

    - 형질전환(Transformation): 외부에서 유전자가 세포 내부로 들어와 유전자 정보가 변화하는 것
    - 형질도입(Transduction): 바이러스가 박테리아에 감염하여 유전자 정보를 전달하는 것
    - 접합(Conjugation): 세포 간에 유전자 정보를 전달하는 것으로, 일종의 세포간 성적인 접촉을 통해 일어남
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