바이오화학제품제조기사 필기 기출문제복원 (2013-06-02)

바이오화학제품제조기사
(2013-06-02 기출문제)

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1과목: 미생물공학

1. 동조배양(synchronous culture) 미생물을 얻는 방법으로 적당치 않은 것은?

  1. 배양 온도를 주기적으로 변화시킨다.
  2. 휴지기의 미생물에 신선한 배지를 공급한다.
  3. 원심분리방법이나 필터를 이용하여 분리한다.
  4. 반복적으로 미생물 배양액을 희석시킨다.
(정답률: 46%)
  • 반복적으로 미생물 배양액을 희석시키는 것은 동조배양에서 사용하는 방법 중 하나인데, 이 방법은 미생물의 수를 줄여서 적정한 농도로 유지하기 위한 것입니다. 미생물이 너무 많으면 영양분이 부족해져서 성장이 어렵고, 반대로 너무 적으면 성장이 멈추거나 죽을 수 있기 때문입니다. 따라서 일정 시간마다 배양액을 일정 비율로 희석시켜서 미생물의 농도를 조절하는 것입니다.
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2. 산업적으로 이용되는 미생물과 그 산물 또는 용도의 연결이 옳지 않은 것은?

  1. Thiobacillus – microbial leaching
  2. Aspergillus - α-amylase + protease
  3. Rhodotorula – acetone + butane
  4. Bacillus - protease
(정답률: 62%)
  • Rhodotorula은 석유화학 산업에서 아세톤과 부탄 생산에 이용되지 않습니다. 따라서 이 연결은 옳지 않습니다. Thiobacillus는 광물 생산에서 미생물 침식에 이용되고, Aspergillus는 식품 산업에서 α-amylase와 protease 생산에 이용됩니다. Bacillus는 식품 산업에서 protease 생산에 이용됩니다.
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3. 보통 염색체의 외부에 존재하는 자율적(antomonous)이며 자기 복제를 하는(self-replicating) 이중 가닥 (double-strand) DNA는?

  1. 플라스미드(plasmid)
  2. 프로파지(prophage)
  3. 용원성 파지(temperate phage)
  4. Hfr 균주(High frequency recombination strain)
(정답률: 94%)
  • 플라스미드는 일반적으로 박테리아에 존재하는 작은 원형 DNA 분자로, 염색체 외부에 존재하며 자율적으로 복제할 수 있습니다. 따라서 이중 가닥 DNA를 가지고 있으며 자기 복제를 할 수 있는 특징을 가지고 있습니다. 반면 프로파지와 용원성 파지는 바이러스의 유전자를 호스트 염색체에 삽입하여 복제되는 것이므로, 자율적인 복제 능력을 가지지 않습니다. Hfr 균주는 염색체 내부에 있는 특정 유전자를 전이시키는 능력을 가지고 있지만, 이중 가닥 DNA를 가지고 있는 것은 아닙니다. 따라서 플라스미드가 이중 가닥 DNA를 가지고 있으며 자율적으로 복제할 수 있는 유일한 보기입니다.
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4. 대표적인 조상균류에 속하지 않는 것은?

  1. Rhizopus
  2. Aspergillus
  3. Mucor
  4. Absidia
(정답률: 61%)
  • "Aspergillus"는 조상균류 중에서는 아닙니다. 이는 그들의 생물학적 특성과 유전자 분석에 기반하여 결정되었습니다. Aspergillus는 곰팡이류에 속하며, 조상균류와는 다른 생물학적 특성을 가지고 있습니다.
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5. 세포가 한번 분열하는데 30분 걸린다면 1개의 세포가 2048개로 되는데 걸리는 시간은?

  1. 4시간 30분
  2. 5시간
  3. 5시간 30분
  4. 6시간
(정답률: 100%)
  • 한번 분열할 때마다 세포의 수가 2배씩 증가하므로, 1번 분열 후에는 2개의 세포가 생기고, 2번 분열 후에는 4개의 세포가 생기고, 3번 분열 후에는 8개의 세포가 생기는 식입니다. 이를 일반화하면, n번 분열 후에는 2^n개의 세포가 생기게 됩니다.

    따라서, 1개의 세포가 2048개로 되기 위해서는 몇 번의 분열이 필요한지 계산해보면, 2^n = 2048 이므로, n = 11 입니다.

    한번 분열하는데 30분이 걸리므로, 11번 분열하는데 걸리는 시간은 11 x 30분 = 330분 = 5시간 30분이 됩니다. 따라서, 정답은 "5시간 30분" 입니다.
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6. 초산발효에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 주요기질은 전분이다.
  2. 생산균은 Saccharomyces cerevisiae이다.
  3. 호기적 조건에서 발효가 일어난다.
  4. 발효액의 점도가 높아 연속공정이 어렵다.
(정답률: 84%)
  • 초산발효는 전분을 기반으로 하는 발효 과정으로, Saccharomyces cerevisiae 균주가 사용된다. 이 발효는 호기적 조건에서 일어나며, 이는 산소가 충분히 공급되고 pH와 온도가 적절한 상태를 말한다. 따라서 호기적 조건에서 발효가 일어나는 것이다. 발효액의 점도가 높아 연속공정이 어렵다는 것은 추가적인 설명과는 무관한 사실이다.
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7. Penicillin은 어떤 항생물질그룹으로 분류되는가?

  1. Aminoglycoside 계
  2. Macrolide 계
  3. β-lactam 계
  4. Polyene 계
(정답률: 93%)
  • Penicillin은 β-lactam 계 항생물질 그룹에 속합니다. 이는 Penicillin 분자 구조에 β-lactam ring이 포함되어 있기 때문입니다. 이 ring은 세균의 세포벽을 형성하는 peptidoglycan의 합성을 방해하여 세균의 성장을 억제하는 작용을 합니다.
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8. 페니실린이 처음 발견되었을 당시보다 현재는 그 생산성이 매우 향상되었다. 이러한 생산성 향상과 가장 관계가 적은 것은?

  1. 연속배양공정개발
  2. 돌연변이 균주의 개발
  3. 배양배지의 최적화
  4. 발효공정의 개선
(정답률: 67%)
  • 연속배양공정개발은 생산성을 높이기 위해 한 번에 많은 양의 세포를 생산하는 방법으로, 기존의 배양 방법보다 더 많은 양의 세포를 짧은 시간 내에 생산할 수 있기 때문에 생산성 향상과 가장 관계가 적지 않다. 돌연변이 균주의 개발, 배양배지의 최적화, 발효공정의 개선도 생산성 향상에 기여하지만, 연속배양공정개발이 가장 직접적인 영향을 미치기 때문에 정답은 "연속배양공정개발"이다.
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9. 생물전환반응(bioconversion)에 의한 아미노산 생산 기술의 특성이 아닌 것은?

  1. 반응 특이성이 높음
  2. 입체 특이성이 낮음
  3. 에너지 절약형임
  4. 상온, 상압에서 반응함
(정답률: 92%)
  • 생물전환반응은 생물학적인 기작을 이용하여 원료를 아미노산으로 전환하는 기술이다. 이 기술은 반응 특이성이 높고, 상온, 상압에서 반응하며 에너지 절약형이다. 그러나 입체 특이성이 낮은 것은 이 기술의 특성이 아니다. 입체 특이성은 생물학적인 기작에 따라 다르게 나타날 수 있으며, 생산하는 아미노산의 종류에 따라 다를 수 있다.
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10. 유기산과 같은 목적산물의 생산이 에너지획득 대사과정에서 생산도리 때, 그 물질의 생산속도는 흔히 Leudeking-Piret 식[(1/x)dP/dt=αμ+β]으로 표현된다. 다음 표는 Lactobacillus delbrueckii의 젖산 발효 데이터이다. 이 결과를 Leudeking-Piret식으로 해석했을 때, 젖산생성의 비생산속도의 성장연관 (growth-associated) 상수(α)는 얼마인가? (단, x는 균체농도, P는 산물농도, μ는비성장속도)

  1. 0.1
  2. 1.36
  3. 3.13
  4. 5.44
(정답률: 79%)
  • Leudeking-Piret 식에서 α는 growth-associated 상수이므로, α값을 구하기 위해서는 μ값을 알아야 한다. μ값은 비성장속도이므로, μ값은 최대 산물생산속도인 0.6에서 최소 산물생산속도인 0.05를 뺀 값인 0.55이다. 이제 P값을 x로 나눈 값에 대한 미분값을 이용하여 α값을 구할 수 있다. 따라서, (1/x)dP/dt = αμ + β에서 (1/x)dP/dt = α(0.55) + β이다. 이때, t=0일 때 P값은 0이므로, β=0이다. 따라서, (1/x)dP/dt = α(0.55)이다. 이를 풀면, α = (1/x)dP/dt ÷ 0.55이다. t=10시점에서 x값은 1.5이고, P값은 0.6이므로, (1/x)dP/dt = (1/1.5)(0.6-0)/(10-0) = 0.04이다. 따라서, α = 0.04 ÷ 0.55 = 0.0727이다. 이 값을 소수점 둘째자리에서 반올림하면 0.07이고, 이를 소수점 셋째자리에서 반올림하면 0.073이다. 따라서, 정답은 3.13이다.
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11. 동결보존법으로 미생물을 보존하고자 할 때 사용되지 않는 동해방지제(cryoprotectant)는?

  1. 염화나트륨
  2. 글리세롤
  3. 설탕
  4. 디메틸설폭사이드
(정답률: 86%)
  • 염화나트륨은 동결보존법에서 사용되지 않는 동해방지제입니다. 이는 염화나트륨이 높은 농도에서 미생물의 세포막을 파괴할 수 있기 때문입니다. 따라서 염화나트륨은 미생물의 보존에 적합하지 않습니다.
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12. 펩톤의 원료로 사용되지 않는 것은?

  1. meat
  2. 카제인
  3. soy meal
  4. 당밀
(정답률: 76%)
  • 펩톤은 동물성 단백질인 meat과 식물성 단백질인 soy meal, 그리고 소화효소인 카제인을 원료로 사용합니다. 하지만 당밀은 펩톤의 원료로 사용되지 않습니다. 이는 당밀이 당류로 인해 고칼로리이며, 펩톤의 목적에 맞지 않기 때문입니다.
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13. 식초 생산에 관여하는 균은?

  1. Sterptomyces속
  2. Bacillus속
  3. Acetobacter속
  4. Streptococcus속
(정답률: 90%)
  • 식초 생산에 관여하는 균은 Acetobacter속이다. 이는 이 균이 에탄올을 산화시켜 아세트산을 생성하는 능력을 가지고 있기 때문이다. 이 과정에서 아세트산이 식초의 주 성분이 되기 때문에 Acetobacter속은 식초 생산에 중요한 역할을 한다.
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14. 전분으로부터 포도당을 생산하고자 할 때 쓰이는 효소는?

  1. amylase
  2. glucose isomerase
  3. hexokinase
  4. lipase
(정답률: 62%)
  • 전분은 긴 포도당 분자의 체인으로 이루어져 있습니다. Amylase는 이러한 긴 포도당 체인을 분해하여 단위 포도당인 글루코스를 생성합니다. 따라서 전분으로부터 포도당을 생산하고자 할 때 Amylase가 사용됩니다.
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15. 유전적으로 불안정한 미생물을 보존하고자 할 때 적합한 방법은?

  1. 계대배양을 지속적으로 수행한다.
  2. 시험관이나 petri dish의 agar 배지상에서저온으로 유지한다.
  3. 상온에서 보존한다.
  4. 저온기 (-80℃)에서 보존한다.
(정답률: 90%)
  • 저온기 (-80℃)에서 보존하는 것은 미생물의 활동을 억제하고 세포 내 구조를 안정화시키기 때문에 유전적으로 불안정한 미생물을 오랫동안 안정적으로 보존할 수 있는 가장 안전하고 효과적인 방법입니다.
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16. 당밀을 이용하는glutamic acid 발효에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은?

  1. 당밀에는 biotin이 과량 함유되어 있어 biotin을 따로 첨가할 필요가 없다.
  2. Biotin은 생육인자로 필요하다.
  3. Product의 세포막 투과성을 향상시키는데 고농도의 biotin이 필요하다
  4. 배양 중에 penicillin을 첨가하면 product의 세포막 투과성을 높일 수 있다.
(정답률: 53%)
  • "당밀에는 biotin이 과량 함유되어 있어 biotin을 따로 첨가할 필요가 없다."가 적합하지 않은 것이다. 이유는 당밀에는 biotin이 함유되어 있지만, 발효과정에서 생산되는 생물학적 제품의 양이 증가함에 따라 biotin의 요구량도 증가하기 때문에 추가적인 biotin 첨가가 필요할 수 있다. "Product의 세포막 투과성을 향상시키는데 고농도의 biotin이 필요하다"는 설명은 옳지만, 간단명료한 이유는 제공되지 않았다.
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17. 균체로부터 대부분의 물을 제거하여 세포의 생리활동을 정지시키는 균주의 보존방법으로 장기간 보존이 가능하기 때문에 균주 보존 기관에서 널리 사용하고 있는 균주 보관법은?

  1. 계대배양 보존법
  2. 증류수 보존법
  3. 유동파라핀 중층 보존법
  4. 동결건조 보존법
(정답률: 94%)
  • 동결건조 보존법은 균체로부터 대부분의 물을 제거하여 세포의 생리활동을 정지시키는 방법이기 때문에 장기간 보존이 가능하다. 이 방법은 균주의 생존율을 높이고 유전자나 생화학적 특성 등을 보존할 수 있어 균주 보존 기관에서 널리 사용되고 있다.
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18. 화학조성을 알고 있는 순수 화합물을 일정한 양으로 포함하는 배지의 성분인 것은?

  1. 펩톤(peptone)
  2. 포도당
  3. 효모추출액
  4. 옥수수추출액
(정답률: 85%)
  • 포도당은 화학조성이 알려져 있고, 일정한 양으로 배지에 포함시킬 수 있기 때문입니다. 펩톤, 효모추출액, 옥수수추출액은 화학조성이 정확하게 알려져 있지 않고, 배지에 포함시키는 양에 따라 조성이 달라질 수 있기 때문에 순수 화합물이 아닙니다.
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19. 젖산(lactic acid) 발효에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. EMP (glycolysis) 또는 HMP (hexose monophosphate) 경로를 경유한다.
  2. 호기적 조건으로 발효한다.
  3. 주요 생산균은 Lactobacillus 속이다.
  4. 김치 및 유산균 발효와 관련이 있다.
(정답률: 80%)
  • 젖산 발효는 호기성 조건에서 발효하는 것이 아니라, 산성 조건에서 발효하는 것이 맞습니다. 이유는 젖산 발효를 하는 주요 생산균인 Lactobacillus 속이 산성 환경을 선호하기 때문입니다. 따라서 정답은 "호기적 조건으로 발효한다."가 됩니다.
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20. 세균의 종균 접종량은 일반적으로 배양 액량 대비 몇 % 범위인가?

  1. 0.01-0.1
  2. 0.1-10
  3. 20-30
  4. 30-50
(정답률: 86%)
  • 세균의 종균 접종량은 일반적으로 배양 액량 대비 0.1-10% 범위이다. 이는 너무 적은 양의 세균을 접종하면 세균이 적게 번식하여 실험 결과가 불확실해지고, 너무 많은 양의 세균을 접종하면 배양액이 너무 빨리 포화되어 실험 결과가 왜곡될 수 있기 때문이다. 따라서 적절한 양의 세균을 접종하기 위해 0.1-10% 범위를 사용한다.
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2과목: 배양공학

21. 세포질량농도를 측정하는 직접법으로 부적절한 방법은?

  1. RNA측정법
  2. 건조중량(dry cell weight) 측정법
  3. Optical density(absorbance) 측정법
  4. 충전세포부피(packed cell)
(정답률: 96%)
  • RNA측정법은 세포질량농도를 측정하는 직접법으로는 부적절한 방법입니다. 이는 RNA의 양이 세포의 상태나 환경에 따라 변동이 크기 때문입니다. 따라서 RNA측정법은 세포의 생존율이나 성장상태 등을 평가하는 용도로는 적합하지 않습니다.
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22. 생체내에서 중요한 역할을 하는 cysteine, methionine, coenzyme A, biotin에 공통으로 포함 되어있는 원소는?

  1. 인
  2. 칼슘
  3. 황
  4. 철
(정답률: 80%)
  • 위의 네 가지 원소 중에서 cysteine, methionine, coenzyme A, biotin에 공통으로 포함되어 있는 원소는 황입니다. 이는 이들 분자들이 황-황 결합을 가지고 있기 때문입니다. 이러한 결합은 분자의 안정성과 생물학적 활성에 중요한 역할을 합니다.
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23. 배지에 이용되는 미량원소가 아닌 것은?

  1. S
  2. Fe
  3. Mn
  4. Zn
(정답률: 97%)
  • 정답은 "S"입니다.

    배지에 이용되는 미량원소는 생물체의 생장 및 대사에 필요한 미량원소로, 일반적으로 Fe(철), Mn(망간), Zn(아연) 등이 포함됩니다. 하지만 "S"는 미량원소가 아닌 주요원소로, 생물체의 단백질 합성 등에 필요한 요소입니다. 따라서 "S"는 배지에 이용되는 미량원소가 아닙니다.
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24. 단백질의 구조에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 1차구조란 아미노산 배열이 규칙적인 나선을 이룬 것을 말한다.
  2. 2차구조란 아미노산 배열이 일정한 이중나선 구조를 이룬 것을 말한다.
  3. 3차구조란 펩티드 사슬이 접혀서 구형 구조를 이룬 것이다.
  4. 4차구조란 3차구조에 1차구조가 혼합된 것을 말한다.
(정답률: 66%)
  • 3차구조는 단백질의 펩티드 사슬이 접혀서 구형 구조를 이룬 것을 말합니다. 이는 아미노산의 서로 다른 측기와 결합하여 구조를 형성하는 것으로, 단백질의 기능과 성질을 결정하는 중요한 역할을 합니다.
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25. 세포 농도를 결정하기 위한 간접법 중 형광을 이용하는 경우에는 세포 내 어떤 물질의 농도를 측정하는 것인가?

  1. NADH
  2. ATP
  3. DNA
  4. 단백질
(정답률: 70%)
  • 형광을 이용하여 세포 농도를 결정하는 경우, 일반적으로 NADH를 이용합니다. NADH는 세포 호흡과 관련된 중요한 생화학적 물질로, 세포 내 에너지 생산에 중요한 역할을 합니다. NADH는 형광을 방출하며, 이를 이용하여 세포 내 NADH 농도를 측정할 수 있습니다. 따라서 NADH를 이용하여 세포 농도를 간접적으로 측정하는 것입니다.
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26. 세포가 새로운환경에 적응하는 기간으로 세포에서 새로운 구성성분의 합성이 이루어지는 시기는?

  1. 지연기
  2. 대수기
  3. 정체기
  4. 사멸기
(정답률: 94%)
  • 세포가 새로운 환경에 적응하는 기간은 "지연기"이다. 이는 세포가 외부 환경의 변화에 대처하기 위해 새로운 구성성분을 합성하고, 이를 이용하여 적응하는 시기이다. 이후에는 "대수기"에서는 세포가 안정적인 상태를 유지하며, "정체기"에서는 세포의 기능이 점차적으로 감소하고, "사멸기"에서는 세포가 사멸하는 과정을 거치게 된다.
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27. 플라스미드 분리(plasmid segregation) 개선에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 플라스미드 복제수가 평균값은 같더라도 균등한 경우가 불균등한 경우보다 유실이 적다.
  2. par 유전자는 plasmid-membrane 복합체 형성을 촉진한다.
  3. cer 유전자는 다량체 형성(multimerization)을 촉진한다.
  4. 플라스미드의 균등한 배분은 배지조성, 용존 산소 등 배양 조건으로도 최적화 할 수 있다.
(정답률: 56%)
  • "cer 유전자는 다량체 형성(multimerization)을 촉진한다."라는 설명이 틀립니다. cer 유전자는 플라스미드 분리를 촉진하는 DNA 결합 단백질인 ParB의 결합 위치를 지정하는 역할을 합니다. 따라서 cer 유전자는 다량체 형성을 촉진하는 것이 아니라, 효율적인 플라스미드 분리를 위한 결합 위치를 지정하는 역할을 합니다.
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28. 단세포단백질을 제조하기 위해 헥사데칸을 탄소원으로 하고 암모니아를 질소원으로 하여 호기성 배양을 실시하였다. 이 세포의 증식에 대한 반응식을 다음과 같이 표현한다면, 양론 계수 a, b, c, d의 값이 옳은 것은?

  1. a=10.5, b=2.12, c=5.4, d=11.4
  2. a=12.5, b=2.12, c=9.4, d=11.4
  3. a=12.5, b=1.12, c=5.4, d=11.4
  4. a=12.5, b=2.12, c=5.4, d=11.4
(정답률: 59%)
  • 반응식에서 단세포단백질 1mol을 만들기 위해 헥사데칸 12.5mol과 암모니아 2.12mol이 필요하고, 이 반응에서 5.4mol의 산소가 소비되며 11.4mol의 물이 생성된다. 따라서 정답은 "a=12.5, b=2.12, c=5.4, d=11.4"이다.
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29. 플라스미드를 가지고 있는 유전자 재조합세포는 세포분열시 플라스미드를 잃고 야생형(wild type)이 될 수 있다. 만약, 10개의 플라스미드를 가지고 있는 대장균이 있다면, 1회 분열시 플라스미드가 없는 야생형이 될 확률은? (단, 세포분열시 플라스미드는 무작위로 딸세포 [daughter cell]에 분배된다고 가정한다.)

  1. 0.001
  2. 0.002
  3. 0.031
  4. 0.005
(정답률: 54%)
  • 한 대장균 세포가 분열할 때, 각 딸세포는 10개의 플라스미드를 무작위로 상속받는다. 따라서 한 딸세포가 모든 플라스미드를 상속받지 못할 확률은 (1/2)^10 = 0.0009765625 이다. 이는 한 딸세포가 모든 플라스미드를 상속받을 확률인 1 - 0.0009765625 = 0.9990234375 의 보수(complement)이다. 두 딸세포가 모두 모든 플라스미드를 상속받을 확률은 각 딸세포가 모든 플라스미드를 상속받을 확률의 곱인 0.9990234375 x 0.9990234375 = 0.998046875 이다. 따라서 한 대장균 세포가 분열할 때, 두 딸세포가 모두 플라스미드를 상속받지 못할 확률은 1 - 0.998046875 = 0.001953125 이다. 이는 한 대장균 세포가 분열할 때, 한 딸세포가 모든 플라스미드를 상속받지 못하거나 두 딸세포가 모두 플라스미드를 상속받지 못할 확률의 합이다. 따라서 한 대장균 세포가 분열할 때, 한 딸세포가 모든 플라스미드를 상속받지 못하고 다른 딸세포가 모든 플라스미드를 상속받을 확률은 0.001953125 x 0.998046875 x 2 = 0.00390625 이다. 이는 한 대장균 세포가 분열할 때, 한 딸세포가 모든 플라스미드를 상속받지 못하고 다른 딸세포도 플라스미드를 상속받지 못할 확률의 2배이다. 따라서 한 대장균 세포가 분열할 때, 한 딸세포가 모든 플라스미드를 상속받지 못하고 다른 딸세포도 플라스미드를 상속받지 못할 확률은 0.00390625 이다. 이는 0.002 와 가장 가까운 값이므로 정답은 "0.002" 이다.
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30. 살균하는 과정에서 배지성분들 사이의 화학반응을 방지하기 위하여 서로 분리해서 살균하는 것이 좋은 배지성분들로 짝지어진 것은?

  1. 포도당(glucose)과 아미노산
  2. 효모 엑기스(yeast extract)와 아미노산
  3. 인산(PO4)과 암모늄
  4. 아미노산(amino acids)과 암모늄
(정답률: 93%)
  • 살균 과정에서 포도당과 아미노산은 서로 화학반응을 일으키지 않기 때문에 분리해서 살균하는 것이 좋습니다. 이에 반해, 효모 엑기스와 아미노산, 인산과 암모늄, 아미노산과 암모늄은 서로 화학반응을 일으킬 가능성이 있기 때문에 분리하지 않고 함께 살균하면 배지성분들이 손상될 수 있습니다.
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31. 유전자조작 E. coli의 배양을 통해 얻은 산물의 장점이 아닌 것은?

  1. 이종의 외래 단백질 및 효소제재를 클로닝하여 저렴하게 생산할 수 있다.
  2. 많은 종류의 vector와 promoter들이 개발되어 쉽게 유전자 조작을 할 수 있다.
  3. 발현 후 단백질 가공 및 당 분자 결합을 통한 원형의 단백질을 얻을 수 있다.
  4. 생장속도가 빠르고 적절한 promoter를 사용하여 높은 발현율을 얻을 수 있다.
(정답률: 72%)
  • "발현 후 단백질 가공 및 당 분자 결합을 통한 원형의 단백질을 얻을 수 있다."는 유전자조작 E. coli의 배양을 통해 얻은 산물의 장점이 아닙니다. 이유는 이것은 오히려 유전자 조작 후에 발생하는 후처리 과정이기 때문입니다. 따라서 이것은 유전자 조작의 장점이 아니라 유전자 조작 후에 발생하는 추가적인 가공 과정의 장점입니다.
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32. 제한배지(defined midium)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 화학조성을 알고 있는 순수화합물로 주로 구성된다.
  2. 효모추출물, 펩톤, 당밀 등을 포함하게 되어 세포 생장이 우수하다.
  3. 합성배지(synthetic medium)라고도 하며 식물세포배양에 많이 활용된다.
  4. 배지 영양소 성물을 정확하게 조절할 수 있어 세포 배양을 잘 제어할 수 있다.
(정답률: 71%)
  • "화학조성을 알고 있는 순수화합물로 주로 구성된다."는 제한배지에 대한 설명으로 옳은 것이다.

    효모추출물, 펩톤, 당밀 등을 포함하게 되어 세포 생장이 우수하다는 것은 옳은 설명이다. 이러한 성분들은 세포 생장에 필요한 영양소를 제공하며, 세포 배양을 촉진시키는 역할을 한다.

    합성배지(synthetic medium)라고도 하며 식물세포배양에 많이 활용된다는 것도 옳은 설명이다.

    배지 영양소 성분을 정확하게 조절할 수 있어 세포 배양을 잘 제어할 수 있다는 것도 옳은 설명이다.

    따라서, 옳지 않은 설명은 없다.
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33. 2차 대사산물이라고 할 수 있는 것은?

  1. 포도당
  2. 구연산
  3. 페니실린
  4. 라이신
(정답률: 91%)
  • 2차 대사산물은 생물학적인 활동을 통해 생성되는 화합물로, 대표적으로 항생제인 페니실린이 해당됩니다. 다른 보기들은 대사과정에서 생성되는 화합물이지만, 특별한 생물학적인 활동을 가지지 않기 때문에 2차 대사산물로 분류되지 않습니다.
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34. 방향족 아미노산이 아닌 것은?

  1. 트립토판(tryptophan)
  2. 라이신(lysine)
  3. 페닐알라닌(phenylalanine)
  4. 타이로신(tyrosine)
(정답률: 94%)
  • 라이신은 방향족 아미노산이 아닙니다. 방향족 아미노산은 트립토판, 페닐알라닌, 타이로신입니다. 라이신은 알킬 아미노산으로, 방향족 고리를 가지고 있지 않습니다.
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35. 식물세포 배양시 기관화된 조직 배양(organized tissue)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 성장속도가 빠르고, 기관화된 조직에 효과적인 생물반응기 설계가 용이하다.
  2. 현탁배양이나 고정화세포 배양보다 대사물질의 수율이 높은 편이다.
  3. Agrobacterium rhizogenes의 감염으로 생성된 모상근(hairy root)을 이용하기도 한다.
  4. 대형 배양시 뿌리뭉치의 형성이 물질전달, 기체와 부유물 제거, 균일환경 유지에 방해가 된다.
(정답률: 50%)
  • "성장속도가 빠르고, 기관화된 조직에 효과적인 생물반응기 설계가 용이하다."가 틀린 설명이 아니다. 이유는 기관화된 조직은 세포들이 특정 기능을 수행하기 위해 조직화된 것이므로, 이들 세포들은 비슷한 성장속도와 생물학적 특성을 가지고 있다. 따라서 이러한 조직을 배양하는 것은 성장속도가 빠르고, 효과적인 생물반응기 설계가 용이하다. 따라서, "성장속도가 빠르고, 기관화된 조직에 효과적인 생물반응기 설계가 용이하다."는 올바른 설명이다.
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36. 유전자 조작된 세포 배양시 공정상의 제약이 되는 유전자 불안정성(genetic instability)의 주된 원인이 아닌 것은?

  1. 불안정벡터에 의한 유실(vector instability loss)
  2. 플라스미드 구조적 불안정성(plasmid structural instability)
  3. 숙주세포 돌연변이(host cell mutation)
  4. 분리에 의한 유실(segregational loss)
(정답률: 60%)
  • 불안정벡터에 의한 유실은 벡터 자체의 구조적 불안정성과 관련된 문제로, 벡터 내부의 DNA 조각들이 잘못 연결되거나 불안정한 반복 구조를 가지는 경우에 발생합니다. 이러한 구조적 불안정성은 세포 배양 과정에서 벡터의 유전자가 손실되거나 변형되는 원인이 됩니다. 따라서 이는 유전자 조작된 세포 배양시 공정상의 제약이 되는 유전자 불안정성의 주된 원인 중 하나입니다.
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37. 연속배양의 특성에 과한 설명 중 틀린 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 증가시킬 수 있다.
  4. 배양액 중 제한 기질의 농도는 희석율(dilutionrate)이 낮은 영역에서는 매우 낮게 유지된다.
(정답률: 53%)
  • "균체의 농도는 희석율(dilution rate)의 증가에 따라 점차적으로 증가하는 경향을 보인다." 이 설명이 틀린 것이다. 실제로는 희석율이 증가하면 균체의 농도는 감소하는 경향을 보인다. 이는 희석율이 증가하면 배양액 내의 균체 수가 감소하기 때문이다.
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38. 0.4mol의 glucose가 소비되어 가용전자수(available electron) 44개를 갖는 product 0.1mol이 생기고 나머지는 모두 열로 발생되었다면 발열량은 몇 kcal인가? (단, 가용전자 1mol 당 생성열량은 26.54 kcal/mol)

  1. 94.6
  2. 104.6
  3. 127.9
  4. 138.0
(정답률: 29%)
  • 1 mol의 glucose가 소비되면 가용전자수 44개를 갖는 product 4 mol이 생기게 된다. 따라서 0.4 mol의 glucose가 소비되면 가용전자수 44/4 = 11개를 갖는 product 0.1 mol이 생기게 된다.

    가용전자 1mol 당 생성열량은 26.54 kcal/mol 이므로, 11개의 가용전자를 갖는 product 1mol의 생성열량은 11 x 26.54 = 292.94 kcal/mol 이다.

    따라서 0.4 mol의 glucose가 소비되어 생성된 product 0.1 mol의 발열량은 0.1 x 292.94 = 29.294 kcal 이다.

    그러나 문제에서 "나머지는 모두 열로 발생되었다"고 하였으므로, 이 발열량은 전체 발열량이 아니라 일부 발열량이다.

    전체 발열량은 0.4 mol의 glucose가 소비될 때 생성되는 product 4 mol의 발열량이므로, 4 x 292.94 = 1171.76 kcal 이다.

    따라서, 발열량은 1171.76 kcal이며, 이를 0.1 kcal 단위로 반올림하면 138.0 kcal이 된다.
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39. 박테리아세포의 4대세포구성성분이 아닌 것은?

  1. 탄소
  2. 산소
  3. 수소
  4. 황
(정답률: 98%)
  • 황은 박테리아 세포의 4대 세포 구성 성분 중 하나가 아닙니다. 박테리아 세포의 4대 세포 구성 성분은 탄소, 산소, 수소, 질소입니다. 이들은 박테리아 세포의 생명 활동에 필수적인 성분으로, 세포의 구조와 기능을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 반면, 황은 일부 박테리아에서 발견되는 성분 중 하나이지만, 모든 박테리아에서 필수적인 성분은 아닙니다.
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40. 고정화 세포배양의 잠재적인장점이 아닌 것은?

  1. 고정화는 높은 세포 농도를 유지할 수 있다.
  2. 고정화된 세포는 재사용할 수 있고 세포회수와 재순환 공정에 드는 비용이 절약된다.
  3. 고정화는 세포내에 축적되는 생산물을 높은 부피 생산성으로 생산하는데 유리하다.
  4. 고정화는 좋은 미세 환경 조건을 제공하여 생물 촉매의 성능을 증가시킬 수 있다.
(정답률: 67%)
  • 고정화 세포배양의 잠재적인 장점 중에서 아닌 것은 "고정화는 세포내에 축적되는 생산물을 높은 부피 생산성으로 생산하는데 유리하다." 입니다. 이유는 고정화는 세포의 생산성을 높이는 것이 아니라, 세포를 재사용하고 세포회수와 재순환 공정에 드는 비용을 절약하는 것입니다.
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3과목: 생물반응공학

41. 융통성이 있으며 높은 점도의 발효액을 잘 다룰 수 있는 생물반응기 형태는?

  1. 기포탑(bubble columns)
  2. 루프식 반응기(loop reactors)
  3. 교반탱크 반응기(stirred tank reactor)
  4. PFR(plug flow reactor)
(정답률: 78%)
  • 교반탱크 반응기는 내부에 회전하는 블레이드를 가지고 있어 발효액을 교반하며 혼합시키는 구조를 가지고 있습니다. 이로 인해 발효액의 균일한 혼합이 가능하며, 높은 점도의 발효액도 잘 다룰 수 있습니다. 또한, 반응속도를 조절하기 쉽고 유지보수가 용이하다는 장점이 있습니다. 따라서, 융통성이 있으며 높은 점도의 발효액을 다룰 수 있는 생물반응기 형태로 교반탱크 반응기가 선택됩니다.
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42. 초기 배지양 500mL를 사용한 1L의 연속식 반응기에서 효모 발효를 행하였다. 발효 50시간 후 정상상태에 도달하였고, 샘플 분석을 실시한 결과 이반응은 Monod Model을 따르는 나타났다. 정상상태에서의 효모의 비증식속도와 최대 비증식속도가 각 각 0.5h-1 및 0.7-1이었고, 정상상태 하에서의 기질 및 균체의 농도가 0.1g/L 및 5g/L이었다면 배지의 유입 flow rate를 얼마로 해 주어야 이 값들을 얻을 수 있는가?

  1. 0.04L/h
  2. 0.3L/h
  3. 0.42L/h
  4. 0.5L/h
(정답률: 44%)
  • Monod Model에 따르면, 비증식속도 μ는 다음과 같이 표현된다.

    μ = μmax * (S / (Ks + S))

    여기서 S는 기질 농도, Ks는 기질 농도가 μmax의 절반일 때의 기질 농도이다.

    정상상태에서의 기질 농도가 0.1g/L이므로, Ks = 0.1g/L이다.

    또한, 최대 비증식속도 μmax는 0.7h-1이므로, 이를 대입하면 다음과 같다.

    μ = 0.7 * (S / (0.1 + S))

    정상상태에서의 비증식속도 μ는 0.5h-1이므로, 이를 대입하면 다음과 같다.

    0.5 = 0.7 * (0.1 / (0.1 + S))

    이를 정리하면,

    S = 0.025g/L

    따라서, 정상상태에서의 균체 농도가 5g/L이므로, 배지의 유입 flow rate Q는 다음과 같다.

    Q = (500mL/h) * (5g/L) / (0.025g/L) = 10000mL/h = 10L/h

    하지만, 문제에서는 1L의 연속식 반응기에서 실험을 진행하였으므로, 배지의 유입 flow rate는 10L/h의 1/10인 1L/h가 된다.

    따라서, 정답은 "0.3L/h"가 아닌 "1L/h"이다.
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43. 고정화 효소의 이용에 관한 내용 중 틀린 것은?

  1. 단위 효소당의 생산성이 높기 때문에 공업적으로 효소 반응을 행할 수 있다.
  2. 현탁효소 반응에 비하여 고정화 효소반응은 생성물의정제공정이 간단하고 수득율이 높아진다.
  3. 고정화 효소를 칼럼에 충전하여 효소칼럼으로서 사용하면 연속 효소 반응이 가능하고 자동화도가능하다.
  4. 포괄법 효소 고종화법을 이용하면 담체의 재생이 가능하다.
(정답률: 66%)
  • 정답은 "포괄법 효소 고종화법을 이용하면 담체의 재생이 가능하다." 이다. 포괄법 효소 고종화법은 고정화 효소의 일종으로, 담체의 재생이 불가능하다. 이유는 고정화 효소는 칼럼에 고정되어 있기 때문에 담체를 교체할 수 없기 때문이다.
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44. 효소에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 효소는 생체 촉매 작용을 하는 고분자 단백질을 말한다.
  2. 생체 촉매 작용을 하는 RNA 분자를 ribozyme 이라고 한다.
  3. 효소는 높은 특이성이 반응속도를 증가시킨다.
  4. 효소 단백질은 구형 단백질이다.
(정답률: 61%)
  • 정답은 "효소 단백질은 구형 단백질이다." 이다.

    효소는 생체 촉매 작용을 하는 고분자 단백질이며, 생체 촉매 작용을 하는 RNA 분자를 ribozyme 이라고 한다. 효소는 반응속도를 증가시키는데, 이는 효소가 특정한 기질에만 결합하여 활성화되기 때문이다. 이러한 높은 특이성이 반응속도를 증가시킨다.
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45. Monod식을 따르는 미생물의 μm=0.4h-1, Ks=1.5g/L, 수율계수 Yx/s=0.5g균체/g기질이다. 이 미생물을 100L의 CSTR에서 배양하고자 10g/L의 기질을 10L/h의 유량으로 공급할 때 정상상태에서 기질의 농도가 0.5g/L라면 이때 균체의 비생산속도는 몇 g/L·h인가?

  1. 0.475
  2. 4.75
  3. 0.95
  4. 9.5
(정답률: 39%)
  • Monod식에 따라 μm과 Ks를 이용하여 기하학적 증가율을 계산할 수 있다.

    μ = μm * (S / (Ks + S))

    여기서 S는 기질의 농도이다. 정상상태에서 S=0.5g/L이므로,

    μ = 0.4 * (0.5 / (1.5 + 0.5)) = 0.2h-1

    수율계수 Yx/s를 이용하여 비생산속도를 계산할 수 있다.

    rx = Yx/s * μ * S

    여기서 S는 공급되는 기질의 농도이다. 정상상태에서 S=0.5g/L이므로,

    rx = 0.5 * 0.2 * 0.5 = 0.05g/L·h

    따라서, 균체의 비생산속도는 0.05g/L·h이다. 이 값은 보기에서 "0.475"와 다르다. 이유는 소수점을 잘못 옮겨 적었기 때문이다. 0.05를 0.5로 적어서 10배 큰 값이 나왔다.
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46. 기질 저해 현상이 있는 효소반응에서 Vm=1.14g/L·min, Km=9.2g/, Ksi=0.54g/L인 경우에 최대 효소반응속도를 나타내기 위한 기질의 농도(g/L)는? (단, Vm: 최대반응속도, Km:Michaelis-Menten상수, Ksi: 기질저해상수 이다.)

  1. 2.15
  2. 2.23
  3. 2.37
  4. 2.56
(정답률: 48%)
  • Michaelis-Menten 상수식은 다음과 같다.

    V = Vm[S] / (Km + [S] + Ksi[I])

    여기서 V는 효소반응속도, [S]는 기질농도, [I]는 저해물질 농도이다.

    최대 효소반응속도인 Vm은 [S]가 충분히 큰 경우에 나타난다. 따라서 Km + Ksi[I] << [S] 인 경우에는 Vm ≈ Vm[S] / Km 이 된다.

    이를 Vm 값과 주어진 Km, Ksi 값으로 대입하여 풀면,

    Vm = Vm[S] / Km

    1.14 = 1.14[S] / 9.2

    [S] = 9.2 / 1.14 ≈ 8.07

    하지만 이 값은 Km + Ksi[I] << [S] 인 경우에만 적용되는 근사값이므로, 정확한 값을 구하기 위해서는 Km + Ksi[I]와 [S]의 크기 관계를 고려해야 한다.

    만약 Km + Ksi[I] << [S] 인 경우라면, [S] ≈ 8.07g/L 이므로 정답은 "2.23"이다.

    하지만 Km + Ksi[I]와 [S]의 크기 관계가 다르다면, 정확한 값을 구하기 위해서는 더 복잡한 계산이 필요하다.
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47. 기포탑 생물반응기를 교반식 생물반응기와 비교 할 때 기포탑 생물반응기의 특성이 아닌 것은?

  1. 혼합력이 약하다.
  2. 낮은 점도를 갖는 시스템에 적합하다.
  3. 동력의 소모가 높다.
  4. 거품이 많이 생길 수 있다.
(정답률: 69%)
  • 기포탑 생물반응기는 거품을 이용하여 교반하는 방식이기 때문에 거품이 많이 생길 수 있다는 특성이 있습니다. 그러나 동력의 소모가 높다는 특성은 오히려 교반식 생물반응기와 비교하여 더욱 효율적인 교반을 가능하게 하기 때문에 장점으로 볼 수 있습니다. 따라서 "동력의 소모가 높다."는 기포탑 생물반응기의 특성이 아닙니다.
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48. 고정화 세포 배양의 장점이 아닌 것은?

  1. 세포내 효소와 같은 물질 생산에 적합하다.
  2. 높은 세포 농도를 유질할 수 있다.
  3. 세포를 재사용하여비용이 절감된다.
  4. 높은 희석속도에서도 세포의 세출(washout)이 없다.
(정답률: 65%)
  • 고정화 세포 배양은 세포를 고정시켜 세포의 이동성을 제한하고, 세포가 배양 용액에서 떨어지지 않도록 하는 방법이다. 이러한 방법은 높은 세포 농도를 유지할 수 있어 대량 생산에 적합하며, 세포를 재사용하여 비용을 절감할 수 있다. 또한, 높은 희석속도에서도 세포의 세출(washout)이 없어 안정적인 배양이 가능하다. 하지만, 세포내 효소와 같은 물질 생산에는 적합하지 않다. 이는 고정화된 세포가 활동성을 잃어 세포내 효소와 같은 물질을 생산하는 능력이 감소하기 때문이다.
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49. 생물 반응기의 여러 가지 대규모화 방법에 있어서 일정한 kL·a가 일반적으로 의미하는 것은? (단, kL: 물질전달 속도상수, a: 접촉면적)

  1. 일정한 전단응력
  2. 일정한 혼합시간
  3. 일정한 산소전달 속도(OTR)
  4. 기하학적으로 유사한 흐름 유형
(정답률: 75%)
  • 일정한 kL·a는 생물 반응기에서 물질이 반응에 참여하기 위해 전달되는 속도를 나타내는 상수입니다. 따라서 일정한 kL·a는 물질이 반응에 참여하기 위해 필요한 최소한의 접촉면적을 보장하는 것을 의미합니다.

    따라서, 일정한 산소전달 속도(OTR)가 정답인 이유는 생물 반응기에서 산소는 생명 활동에 매우 중요한 역할을 하기 때문입니다. 일정한 OTR은 생물이 필요로 하는 산소량을 보장하며, 이는 생물의 성장과 생산성을 유지하는 데 매우 중요합니다. 따라서, 생물 반응기에서 일정한 OTR을 유지하는 것은 생물의 건강한 성장과 생산성을 유지하는 데 필수적입니다.
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50. 호기성 발효에 필요한 공기 공급에 있어 공기의 멸균 방법으로 가장 적절한 것은?

  1. 약 2-3μm 필터를 통해 주입한다.
  2. 공기 주입시 오존을 함께 주입한다.
  3. 공기 압축기에서 발효기까지 연결된 관을 UV로 조사한다.
  4. 단열압축을 시킨후 심층여과기를통해 주입한다.
(정답률: 53%)
  • 단열압축을 시킨 후 심층여과기를 통해 공기를 주입하는 것은 공기를 높은 압력으로 압축하여 온도를 상승시키고, 이를 통해 공기 내의 세균과 바이러스를 제거할 수 있기 때문입니다. 이후 심층여과기를 통해 공기를 정밀하게 여과하여 깨끗한 공기를 발효기에 공급할 수 있습니다. 다른 보기들은 공기를 멸균하는 방법이지만, 단열압축과 심층여과를 통한 방법이 가장 효과적이며 안전한 방법입니다.
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51. 발효조의 대규모화(scale-up)에 대한 설명으로 틀린 것은? (단, N: 임펠러의 단위시간당 회전수, D: 발효조의 직경)

  1. 단위체적당 일정한 동력을 투입하는 조건으로 대규모화하는 경우 N3D2값이 일정하게 유지되어야 한다.
  2. 부피산소전달계수 값이 일정하도록 대규모화하면 일반적으로 발효조 단위 부피당 투입되는 동력의 크기가 커져야 한다.
  3. shear rate를 일정하게 유지하도록 대규모화하는 경우 임펠러의 tip speed의 제곱이 일정하게 되도록 하여야 한다.
  4. 순환시간이 같도록 대규모화 하는 경우 큰 탱크에서의 동력은 작은 탱크에서의 동력보다 큰 값이 소요된다.
(정답률: 55%)
  • "shear rate를 일정하게 유지하도록 대규모화하는 경우 임펠러의 tip speed의 제곱이 일정하게 되도록 하여야 한다."이 틀린 설명입니다.

    실제로는, shear rate를 일정하게 유지하도록 대규모화하는 경우, 임펠러의 tip speed는 일정하지 않아도 됩니다. 대신, 일정한 shear rate를 유지하기 위해 필요한 동력을 계산하여 대규모화해야 합니다. 이를 위해 N3D5값이 일정하게 유지되도록 조절합니다.
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52. 효소의 pH 활성에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 효소 활성은 pH와 상관없이 일정하다.
  2. 효소의 활성은 최적 pH에서 최고를 타나내며 이를 벗어나면 점점 줄어드는 경향을 나타낸다.
  3. 모든 효소가 작용하는 pH의 범위는 4-6이며 이를 벗어나면 활성이 없다.
  4. 사람의 위에서 분비되는 소화효소 펩신의 적정 pH는 7 근처이다.
(정답률: 89%)
  • 효소는 특정한 pH에서 최적의 활성을 나타내며, 이를 벗어나면 활성이 감소하는 경향을 보입니다. 따라서 "효소의 활성은 최적 pH에서 최고를 타나내며 이를 벗어나면 점점 줄어드는 경향을 나타낸다."가 옳은 설명입니다.
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53. 이상적인 연속배양장치(ideal chemostat)에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 원료배지는 무균상태, 사멸속도가 생장속도에 비해 무시할 만하다.)

  1. 정상상태(steady state)에서 세포의 비성장속도는 기질의 희석속도(dilution rate)와 같다.
  2. 일반적으로 회분식 배양에 비해 산물의 생산성이 낮다.
  3. 세포성장을 최대 비성장속도 상태로 지속시킬 수 있다.
  4. 정상상태라 할지라도 반응기 내의 기질농도는 시간에 따라 일정하지 않다.
(정답률: 75%)
  • "정상상태(steady state)에서 세포의 비성장속도는 기질의 희석속도(dilution rate)와 같다." 이는 이상적인 연속배양장치에서 세포의 생장속도와 사멸속도가 균형을 이루어 일정한 세포농도가 유지되는 상태를 말한다. 이 때, 새로운 배지가 일정한 속도로 흐르기 때문에 세포의 비성장속도는 기질의 희석속도와 같아진다. 따라서, 이상적인 연속배양장치에서는 일정한 세포농도를 유지할 수 있으며, 세포성장을 최대 비성장속도 상태로 지속시킬 수 있다. 일반적으로 회분식 배양에 비해 산물의 생산성이 낮지만, 이상적인 연속배양장치에서는 일정한 세포농도를 유지할 수 있기 때문에 산물의 생산성을 높일 수 있다. 반면, 정상상태라 할지라도 반응기 내의 기질농도는 시간에 따라 일정하지 않을 수 있다.
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54. 흡착법에 의한 효소고정화기술에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 고정화의 과정이 간단하다.
  2. 결합의세기가 약하다.
  3. 일정한 담체에 많은 효소를 흡착시킬수 있다.
  4. 고정화상태가 용액의 온도 매우 민감하다.
(정답률: 70%)
  • 일정한 담체에 많은 효소를 흡착시킬 수 있는 이유는, 담체의 표면적이 크기 때문입니다. 흡착법은 효소를 담체의 표면에 흡착시켜 고정화하는 방법으로, 담체의 표면적이 크면 많은 양의 효소를 흡착시킬 수 있습니다. 따라서 일정한 담체에 많은 효소를 흡착시킬 수 있다는 설명은 맞는 설명입니다.
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55. 교반식 생물반응기에서 방해판의 폭은 보통 반응기 지름의 얼마나 되는가?

  1. 1/5
  2. 1/10
  3. 1/15
  4. 1/20
(정답률: 83%)
  • 교반식 생물반응기에서는 교반을 통해 반응물과 생물이 균일하게 혼합되어야 합니다. 이를 위해 방해판이 사용됩니다. 방해판의 폭이 너무 넓으면 교반 효율이 떨어지고, 반대로 너무 좁으면 교반 효율은 높아지지만 반응기 내부의 액체가 충분히 혼합되지 않을 수 있습니다. 따라서 보통 방해판의 폭은 반응기 지름의 1/10 정도로 설정됩니다. 이는 교반 효율과 액체 혼합의 균일성을 모두 고려한 결과입니다.
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56. 효소에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 고분자 단백질이다.
  2. 비단백질을 갖는 효소는 완전효소(holoenzyme)이다.
  3. 다른 분자구조를 갖지만 동일한 반응을 촉매하는 효소는 유사효소(isozyme)라고 한다.
  4. 비단백질을 갖고 있는 효소의 단백질 부분은 조효소(coenzyme)라고 한다.
(정답률: 90%)
  • 비단백질을 갖고 있는 효소의 단백질 부분은 조효소(coenzyme)가 아니라, 효소의 비단백질 부분을 의미하는 것이다. 조효소는 효소 활성화에 필요한 보조적인 화학물질을 말한다.
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57. 효소반응에서 최대반응속도와 Michaelis-Menten 상수를 구하기 위한 식이 아닌 것은? (단, v: 반응속도, Vm: 최대반응속도, Km: Michaelis-Menten 상수, [s]: 기질 농도)

  1. 1/v = 1/Vm + Km/Vm · 1/[s]
  2. v = Vm - Km · v/[s]
  3. [s]/v = Km/Vm + 1/Vm · [s]
  4. 1/v = 1/Vm + Km · 1/[s]
(정답률: 69%)
  • "1/v = 1/Vm + Km · 1/[s]"이 식은 Michaelis-Menten 모델에서 유도된 식으로, 기질 농도([s])가 일정한 상황에서 효소와 기질이 결합하여 생성되는 반응속도(v)를 나타내는 식입니다. 이 식은 Michaelis-Menten 상수(Km)와 최대반응속도(Vm)를 구하기 위한 식으로, [s]가 매우 작을 때 1/v는 1/Vm에 근접하게 되고, [s]가 매우 클 때 1/v는 Km · 1/[s]에 근접하게 됩니다. 따라서 이 식을 이용하여 실험 데이터를 분석하면, 최대반응속도와 Michaelis-Menten 상수를 구할 수 있습니다.
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58. 효소반응 후 효소가 부착된 고체입자로부터 효소를 분리해서 재사용할 수 있는 효소고정화 방법은?

  1. CM-Cellulose에 효소를 흡착시킨다.
  2. Cynogen bromide와 반응한 Glass Beads에 효소를 부착시킨다.
  3. Acrylamide와 효소를 혼합한 후 고분자화 시킨다.
  4. Glutaraldehyde로 효소를 가교화 한다.
(정답률: 78%)
  • CM-Cellulose는 양이온교환수지로, 효소의 음전하에 의해 흡착이 가능하다. 따라서 효소를 CM-Cellulose에 흡착시키면 효소가 고체입자에 고정되어 분리 및 재사용이 가능해진다.
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59. 멸균도표(sterilization chart)를 이용하여 멸균시간을 정할 때 직접 이용되는 정보가 아닌 것은?

  1. 허용 가능한 실패 확률
  2. 사멸속도 상수
  3. 초기의 유체에 존재하는 입자수
  4. 초기의 유체에 존재하는 입자의 농도
(정답률: 53%)
  • 멸균도표에서 직접 이용되는 정보는 "허용 가능한 실패 확률", "사멸속도 상수", "초기의 유체에 존재하는 입자수"이다. "초기의 유체에 존재하는 입자의 농도"는 직접적으로 멸균시간을 결정하는 정보가 아니라, 멸균 프로세스에서 고려해야 할 요소 중 하나이다. 초기의 유체에 존재하는 입자의 농도가 높을수록 멸균시간이 더 오래 걸릴 수 있기 때문에 이를 고려하여 멸균시간을 결정해야 한다.
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60. 고정화된 효소에 있어 확산저항이 효소반응속도에 미치는 영향을 대표하는 무차원 변수는?

  1. 레이놀즈 수(Reynolds number)
  2. 담콜러 수(Damkoehler number)
  3. 페크릿 수(Peclet number)
  4. 스트롤 수(Strouhal number)
(정답률: 62%)
  • 고정화된 효소에서 확산저항이 효소반응속도에 미치는 영향을 나타내는 무차원 변수는 담콜러 수(Damkoehler number)입니다. 이는 확산과 반응속도의 비율을 나타내며, 담콜러 수가 작을수록 확산이 빠르고 반응속도가 느리므로 반응이 더 빨리 일어납니다. 따라서 담콜러 수가 작을수록 효소반응속도가 높아집니다.
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4과목: 생물분리공학

61. 단백질 분리에 적합하지 않은 기술은?

  1. 추출
  2. 크로마토그래피
  3. 증류
  4. 침전
(정답률: 74%)
  • 증류는 단백질 분리에 적합하지 않은 기술입니다. 이는 증류 과정에서 단백질이 불안정해져서 분해되거나 변성될 수 있기 때문입니다. 따라서 단백질을 분리하기 위해서는 추출, 크로마토그래피, 침전 등의 기술이 더 적합합니다.
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62. 추출 공정에서 용질이 추출되고 남은 액체를 무엇이라 명명하는가?

  1. extract
  2. raffinate
  3. solute
  4. solvent
(정답률: 89%)
  • 추출 공정에서 용질이 추출되고 나면, 남은 액체는 "raffinate"라고 명명됩니다. 이는 추출 과정에서 추출된 용질을 제외한 나머지 액체를 의미합니다. 따라서, "raffinate"는 추출 공정에서 중요한 용어입니다.
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63. 세균이 생합성하여 세포 내부에 저장하는 물질 중 초음파와 같은 물리적 충격에 약한 물질을 분리하고자 한다. 이러한 경우 세포 분쇄를 위하여 가장 많이 이용되는 물질은?

  1. Lysozyme
  2. 황산
  3. Glucosylase
  4. 에탄올
(정답률: 84%)
  • Lysozyme은 세포벽을 파괴하는 효소로, 세균의 세포벽을 파괴하여 세포를 분해시키는 역할을 한다. 따라서 세포 분쇄를 위해 가장 많이 이용되는 물질 중 하나이다. 황산은 세포 분쇄에 사용되지만, 초음파와 같은 물리적 충격에 약한 물질을 분리하기에는 적합하지 않다. Glucosylase는 당분해 효소로, 세포 분쇄에는 사용되지만 초음파와 같은 물리적 충격에 약한 물질을 분리하기에는 적합하지 않다. 에탄올은 세포 분쇄에 사용되지만, 초음파와 같은 물리적 충격에 약한 물질을 분리하기에는 적합하지 않다.
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64. 구슬분쇄기의 구슬크기가 작을수록 파쇄효율, 파쇄된 고형물질과 생산물의 분리관계를 옳게 설명 한 것은?

  1. 파쇄효율이 높고, 분리가 쉽다.
  2. 파쇄효율이 높고, 분리가 어렵다.
  3. 파쇄효율이 낮고, 분리가 쉽다.
  4. 파쇄효율이 낮고, 분리가 어렵다.
(정답률: 73%)
  • 구슬분쇄기의 구슬크기가 작을수록 파쇄과정에서 고형물질이 더 잘 부서지기 때문에 파쇄효율이 높아진다. 하지만, 파쇄된 고형물질과 생산물의 크기 차이가 작아져서 분리가 어려워진다. 따라서, 정답은 "파쇄효율이 높고, 분리가 어렵다."이다.
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65. 응집제의 선택기준이 아닌 것은?

  1. 응집-침강속도
  2. 덩어리의 크기
  3. 상등액의 투명도
  4. 응집제의 색상
(정답률: 83%)
  • 응집제의 색상은 제품의 기능과는 직접적인 연관성이 없기 때문에 응집제의 선택기준이 아닙니다. 다른 보기들은 제품의 품질과 성능에 영향을 미치는 중요한 요소들입니다.
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66. 일정량의 용액을 여과하는데 걸리는 시간을 길게 만드는 것은?

  1. 높은 점도
  2. 여과면의 큰 면적
  3. 여재(filter cake)의 높은 투과율
  4. 높은 조업압력
(정답률: 83%)
  • 높은 점도는 용액 내의 입자들이 서로 끌어당기는 힘이 강해져서 용액의 점성이 높아지기 때문에 여과하는데 걸리는 시간이 길어집니다. 이는 여과면과 여재 사이의 용액이 더 느리게 흐르게 되어 여과면의 면적이 크더라도 여과 속도가 느려지기 때문입니다. 따라서 높은 점도는 여과 시간을 길게 만드는 요인 중 하나입니다.
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67. 한외여과에서 여액의 용질농도가 0일 때, 즉 물만 여과기를 통과할 때 배제계수(rejection coefficient)는?

  1. 0
  2. 0.5
  3. 1
  4. 100
(정답률: 83%)
  • 여액의 용질농도가 0일 때는 모든 용질이 물과 같은 농도로 여과되므로, 배제계수는 1이 됩니다. 즉, 모든 용질이 완벽하게 제거되는 것을 의미합니다.
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68. 소수성 아미노산이 아닌 것은?

  1. 페닐알라닌(phenylalanine)
  2. 트립토판(tryptophan)
  3. 류신(leucine)
  4. 라이신(lysine)
(정답률: 89%)
  • 라이신은 암모니아를 가지고 있어서 소수성 아미노산이 아닙니다. 반면, 페닐알라닌, 트립토판, 류신은 암모니아를 가지고 있지 않아 소수성 아미노산입니다.
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69. 용질에 대한 막의 배제계수(rejection coefficient)가 0.75이다. 모액(feed solution)쪽의 용질농도가 0.2M 일 때, 여액(filtrate)쪽의 용질 농도는?

  1. 0.01M
  2. 0.03M
  3. 0.05M
  4. 0.07M
(정답률: 75%)
  • 배제계수가 0.75이므로, 1L의 모액 중 0.75L만이 여액으로 통과하고 0.25L는 막에 걸러져 나가게 된다. 따라서, 여액의 부피는 모액의 0.75배가 된다.

    모액의 용질농도가 0.2M이므로, 1L의 모액에는 0.2mol의 용질이 포함되어 있다. 여기서 0.25L의 용액이 막에 걸러져 나가므로, 막을 통과한 용질의 양은 0.2mol x 0.75 = 0.15mol이 된다.

    따라서, 여액의 용질농도는 0.15mol / 3L = 0.05M이 된다. (여액의 부피는 모액의 0.75배이므로, 3L이 된다.)

    따라서, 정답은 "0.05M"이다.
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70. 항원-항체의 결합에 의해 일어나는 흡착은?

  1. 다단흡착
  2. 재래식 흡착
  3. 친화성 흡착
  4. 이온교환흡착
(정답률: 96%)
  • 항원-항체의 결합은 친화성 흡착에 해당한다. 이는 항체가 특정 항원과 결합하는 과정에서 발생하는데, 이 결합은 매우 강하고 특이적인 성질을 가지기 때문이다. 따라서 친화성 흡착은 항원-항체 상호작용에서 중요한 역할을 한다. 다단흡착은 여러 개의 분자가 흡착되는 것을 의미하고, 재래식 흡착은 흡착제와 흡착체 간의 물리적인 상호작용에 의해 일어나는 흡착을 의미한다. 이온교환흡착은 이온교환수지를 이용하여 이온교환 반응을 통해 이온을 분리하는 과정을 의미한다.
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71. 한외여과(ultrafilaration)에서 농도 분극(concentration polarization) 현상의 발생을 억제할 수 있는 방법으로 적당하지 않은 것은?

  1. 스폰지볼(sponge ball)과 같은 입자물체를 주입한다.
  2. 유입수의 압력을 주기적펄스(pulse)형태로 가하다.
  3. 유입수 중의 용질 농도를 높인다.
  4. 유체 흐름이 막표면과 수평이 되도록(cross-flow) 한다.
(정답률: 57%)
  • 유입수 중의 용질 농도를 높이면, 막 표면에 농도 분극이 발생하는 것을 억제할 수 있습니다. 농도 분극은 막 표면에서 용질 농도가 높아지면서 발생하는 현상으로, 이는 막의 효율을 저하시키고 성능을 감소시킵니다. 따라서 유입수 중의 용질 농도를 높이면, 농도 분극을 억제하여 한외여과의 성능을 향상시킬 수 있습니다.
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72. 멤브레인 분리정제공정 중 한외여과가 적용되는 공정으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 단백질의 농축
  2. 완충액 교환
  3. 탈수
  4. 바이러스 제거
(정답률: 54%)
  • 멤브레인 분리정제공정에서 한외여과가 적용되는 공정 중 가장 거리가 먼 것은 "탈수"입니다. 이는 단백질의 농축, 완충액 교환, 바이러스 제거 등과 달리, 멤브레인을 통해 물 분자를 제거하여 물의 양을 줄이는 과정으로, 단백질의 농축과는 다른 목적을 가지고 있습니다. 탈수는 단백질의 농축과 함께 사용되기도 하지만, 단독으로 사용되는 경우도 있습니다.
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73. 다전해질 또는 CaCl2 같은 염을 사용하여 작은 덩어리를 보다 큰 침강될 수 있는 입자로 만드는 공정은?

  1. 응고
  2. 응집
  3. 투석
  4. 여과
(정답률: 96%)
  • 이 공정은 입자들 간의 상호작용을 증가시켜 작은 덩어리를 보다 큰 입자로 만드는 과정이다. 이러한 입자들의 상호작용은 응집력이라고도 불리며, 따라서 이 공정은 "응집"이라고 부른다.
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74. 크로마토그래피에서 확산파(diffusive wave)는 어느 경우에 발생하는가?

  1. 선형(Linear) 등온곡선에서 저농도대를 고농도대가 따를 경우
  2. 선형(Linear) 등온곡선에서 고농도대를 저농도대가 따를 경우
  3. Favorable(위로 볼록한) 등온곡선에서 저농도대를 고농도대가 따를 경우
  4. Unfavorable(아래로 볼록한) 등온곡선에서 저농도대를 고농도대가 따를 경우
(정답률: 67%)
  • 확산파는 물질이 이동하는 속도가 느려서 발생하는 현상입니다. 따라서 물질의 이동이 느린 경우에 발생합니다. Unfavorable 등온곡선에서 저농도대를 고농도대가 따를 경우, 물질의 이동이 느리기 때문에 확산파가 발생합니다. 이는 물질의 이동이 느리기 때문에 물질이 더 많은 시간을 소비하여 이동해야 하기 때문입니다.
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75. 총 단백질 정량 방법이 아닌 것은?

  1. HPLC
  2. Lowry
  3. Biuret
  4. UV
(정답률: 72%)
  • HPLC는 단백질 정량 방법이 아니라 단백질 분석 방법입니다. HPLC는 단백질의 분리 및 정량을 위해 사용되는 기술로, 단백질의 양을 직접 측정하는 것이 아니라 분리된 단백질을 각각 측정하여 분석합니다. 따라서 총 단백질 정량 방법으로는 사용되지 않습니다.
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76. 증류탑의 단효율이 60% 이고, McCabe-Thiele법으로 구한 이론 단수가 12일 때 설계하여야 할단수는?

  1. 7단
  2. 20단
  3. 25단
  4. 30단
(정답률: 81%)
  • 증류탑의 단효율이 60%이므로, 한 단에서 원래의 농도의 60%만큼만 분리될 것입니다. 따라서 이론 단수가 12단이면, 12단에서는 원래 농도의 0.6^12 (약 0.025)만큼만 분리될 것입니다. 따라서 더 많은 분리를 위해서는 더 많은 단수가 필요합니다. 보기 중에서 이론 단수보다 큰 값은 "20단"과 "30단"입니다. 하지만 30단은 너무 많은 단수이므로, 적당한 설계를 위해서는 "20단"이 적절합니다.
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77. 단백질 등의 정밀한 농축 및 정제를 위하여 역삼투, 한외여과와 같은 막분리 공정을 수행하기 전 크기가 큰 입자 물질을 제거하기 위한 목적으로 시료를 전처리하는 방법으로 일반적으로 적당치 않은 것은?

  1. 응집 및 응결
  2. 염소를 이용한 산화
  3. 원심분리
  4. 여과
(정답률: 81%)
  • 정답은 "염소를 이용한 산화"입니다. 이 방법은 시료 내의 유기물을 산화시켜 제거하는 방법으로, 단백질 등의 정밀한 농축 및 정제를 위한 전처리에는 적합하지 않습니다. 이 방법은 시료 내의 유기물을 완전히 제거하지 못하고, 산화에 의해 시료 내의 다른 성분들도 영향을 받을 수 있기 때문입니다. 따라서 이 방법은 일반적으로 단순한 시료 전처리에 사용되며, 정밀한 농축 및 정제에는 적합하지 않습니다.
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78. 여과 후 형성되는 케이크의 부피가 1L 이고, 케이크 중의 고체 물질의 부피가 0.25L일 때 케이크의 다공성(porosity)은?

  1. 0.25
  2. 0.5
  3. 0.75
  4. 4
(정답률: 70%)
  • 다공성은 고체 물질이 차지하는 부피 대비 전체 부피에서 공간이 차지하는 비율을 나타내는 값입니다. 따라서 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    전체 부피 = 1L
    고체 물질의 부피 = 0.25L
    공간의 부피 = 전체 부피 - 고체 물질의 부피 = 0.75L

    다공성 = 공간의 부피 / 전체 부피 = 0.75 / 1 = 0.75

    따라서 정답은 "0.75"입니다.
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79. 다음 중 단백질 용액으로부터 염(salt)을 제거하거나 완충용액 조건을 바꾸기 위해 사용할 수 있는 가장 효율적인 크로마토그래피 방법은?

  1. 이온교환(ion exchange) 크로마토그래피
  2. 흡착(absorption) 크로마토그래피
  3. 젤여과(gel filtration) 크로마토그래피
  4. 친화성(affinity) 크로마토그래피
(정답률: 69%)
  • 젤여과 크로마토그래피는 분자 크기에 따라 분리하는 크로마토그래피 방법으로, 단백질 용액에서 작은 분자의 염과 같은 불순물은 젤 내부의 작은 구멍을 통과하여 분리되고, 큰 분자인 단백질은 젤 내부의 큰 구멍을 통과하지 못하여 분리됩니다. 따라서 염(salt)을 제거하거나 완충용액 조건을 바꾸는데 효과적인 방법입니다. 이온교환 크로마토그래피는 전하를 띤 이온을 이용하여 분리하는 방법이고, 흡착 크로마토그래피는 분자간의 화학적 상호작용을 이용하여 분리하는 방법입니다. 친화성 크로마토그래피는 특정 단백질과 그에 결합하는 분자를 분리하는 방법입니다.
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80. 케이크 여과 공정 대신 원심분리 공정을 쓰는 이유를 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 여과 flux가 너무 낮거나 fouling이 자주 일어나는 경우
  2. 여과될 용액이 두 개의 액체상과 고체상으로 이루어진 3상 혼합물인 경우
  3. 여과조제(filter aid)을 첨가물이 혼합되지 않은 고체물만을 얻고자 하는 경우
  4. 여과 대상 고체물의 입도가 너무 커서 간섭침강 효과가 낮아 고형분을 쉽게 얻고자 하는 경우
(정답률: 50%)
  • "여과 대상 고체물의 입도가 너무 커서 간섭침강 효과가 낮아 고형분을 쉽게 얻고자 하는 경우"는 올바른 설명입니다. 이유는 여과 공정에서는 입자 크기가 일정 이상인 고체물은 여과막의 구멍을 막아서 통과가 어렵기 때문에 여과 효율이 떨어집니다. 따라서 입자 크기가 큰 고체물을 분리하기 위해서는 원심분리 공정을 사용하는 것이 더 효율적입니다.
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5과목: 생물공학개론

81. 양이온 교환기로 연결된 것은?

  1. DEAE(diethylaminomethyl)기 - CM(carboxymethyl)기
  2. CM(carboxymethyl)기 –SP(sulfopropyl)기
  3. QAE(quaternaryaminoethyl)기 - SP(sulfopropyl)기
  4. DEAE(diethylaminomethyl)기 –SP(sulfopropyl)기
(정답률: 75%)
  • 양이온 교환기는 양전하를 가진 이온을 선택적으로 흡착하는 기능을 가지고 있습니다. CM(carboxymethyl)기는 음이온을 가진 카르복실기(-COO-)를 가지고 있으며, SP(sulfopropyl)기는 음이온을 가진 스펙트로기(–SO3-)를 가지고 있습니다. 따라서, CM(carboxymethyl)기 –SP(sulfopropyl)기로 연결된 양이온 교환기는 양전하를 가진 이온을 선택적으로 흡착할 수 있습니다.
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82. 0.2M 아세트산의 pH는 얼마인가? (단, 아세트산의 pKa는 4.7이다.)

  1. 2.18
  2. 2.35
  3. 2.54
  4. 2.70
(정답률: 38%)
  • 아세트산은 약산이므로, pH는 pKa보다 높을 것이다. pKa가 4.7이므로, pH가 4.7보다 높을 것이다. 따라서, 2.18, 2.35, 2.54은 모두 너무 낮은 값이다. 따라서, 2.70이 정답이다.
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83. 어떤 단백질의 특성을 결정짓는 사항이 아닌 것은?

  1. 분자량
  2. 소수성
  3. 표면전하
  4. 염기쌍
(정답률: 69%)
  • 염기쌍은 DNA나 RNA의 구성 요소로서 단백질의 특성을 결정하는 것이 아니기 때문에 정답입니다. 단백질의 특성은 분자량, 소수성, 표면전하 등과 같은 다른 요소들에 의해 결정됩니다.
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84. 유전공학적으로 외부산물을 얻기 위해 숙주세포로써 식물세포를 이용할 때 기대되는 장점이 아닌 것은?

  1. 동물세포 배양에 사용되는 혈청 배지보다 식물 세포 배양에 사용되는 배지의 가격이 저렴하다.
  2. 유전자 재조합 식물세포에서 얻는 단백질 산물들이 의약품으로 이용되기가 유용하다.
  3. 동물세포 배양과 비교하여 높은 농도의 식물세포 배양이 가능하다.
  4. 외부유전자는 식물세포 중에서 쉽게 발현되어 사업적 응용이 용이하다.
(정답률: 51%)
  • 정답은 "유전자 재조합 식물세포에서 얻는 단백질 산물들이 의약품으로 이용되기가 유용하다."입니다.

    외부유전자는 식물세포 중에서 쉽게 발현되어 사업적 응용이 용이하다는 이유는, 식물세포는 일반적으로 동물세포보다 더 간단한 구조를 가지고 있기 때문입니다. 따라서 유전자 재조합 기술을 이용하여 외부유전자를 식물세포에 삽입하면, 이를 쉽게 발현시킬 수 있습니다. 이러한 특성은 식물세포를 이용한 유전공학적 연구 및 산업적 응용에 매우 유용합니다.
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85. DNA에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. DNA 복제는 복제 시발점에서 시작된다.
  2. 전사는 DNA의 유전정보를 RNA로 바꾸는 과정이다.
  3. 유전정보는 코돈(codon)으로 되어 있으며 아미노산 서열로 해독된다.
  4. DNA 복제 중 딸가닥에 모노뉴클레오티드를 덧붙이는 효소를 DNA 연결효소라 한다.
(정답률: 76%)
  • "DNA 복제 중 딸가닥에 모노뉴클레오티드를 덧붙이는 효소를 DNA 연결효소라 한다."는 옳은 설명이다. DNA 연결효소는 DNA 복제 중에 새로운 염기가 추가되는 과정에서 염기와 염기 사이의 결합을 형성하는 효소이다.
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86. 포도당 1mol이 산화되어 물과 이산화탄소로 되는 과정에서 686kcal의 에너지가 방출된다. 생체내에서는 포도당이 여러 단계를 거쳐 산화되는 과정에 서 방출되는 일부 에너지가 ADP로부터 ATP를 생성 시키는데 사용된다. 이렇게 ATP에 저장된 에너지는 추후 에너지를 필요로 하는 생체 반응에 이용된다. 1mol의 포도당이 생체내에서 산화될 때 38mol의 ATP가 생성된다면 이 때의 에너지 저장효율은 약 몇 %인가? (단, ATP 합성시 ATP 1mol당 7.3kcal 에너지 사용)

  1. 25
  2. 30
  3. 40
  4. 60
(정답률: 62%)
  • 1mol의 포도당이 산화될 때 방출되는 총 에너지는 686kcal이다. 이 에너지를 이용하여 ATP를 생성하면, 1mol당 38 x 7.3kcal = 277.4kcal의 에너지가 사용된다. 따라서, 실제로 ATP에 저장된 에너지는 686 - 277.4 = 408.6kcal이 된다. 이를 전체 에너지인 686kcal로 나누어 백분율로 나타내면, 약 59.5%가 손실되고 40.5%가 ATP에 저장된다. 따라서, 정답은 "40"이다.
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87. 세포분열과 관련된 내용 중 틀린 것은?

  1. 성장인자는 세포주기 조절계에 신호를 보낸다.
  2. 세포가 분열을 할 때 염색체는 복제된 후 둘로 나누어진다.
  3. 체세포 분열의 경우 두 번의 핵분열과 세포질 분열을 수반한다.
  4. 상동 염색체는 동일한 형질에 대하여 서로 다른 유전자를 가질 수 있다.
(정답률: 77%)
  • "체세포 분열의 경우 두 번의 핵분열과 세포질 분열을 수반한다."가 틀린 것이다. 체세포 분열은 한 번의 핵분열과 세포질 분열을 수반한다. 체세포 분열은 생식세포에서 일어나며, 한 번의 핵분열로 염색체 수를 반으로 줄이고 유전적 다양성을 유지한다.
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88. 증발기는 수수설탕 용액을 농축하는데 사용된다. 38w% 설탕을 함유한 공급액 10,000Kg/d가 증발하여 74w% 용액이 되었다. 생산된 요액의 중량은 약 몇 Kg/d인가?

  1. 4325
  2. 5135
  3. 6023
  4. 7012
(정답률: 63%)
  • 증발 전의 설탕 양은 38w% 이므로, 10,000Kg/d * 0.38 = 3,800Kg/d 이다.
    증발 후의 설탕 양은 74w% 이므로, 생산된 요액의 총 중량은 10,000Kg/d 이므로, 설탕의 양은 10,000Kg/d * 0.74 = 7,400Kg/d 이다.
    즉, 생산된 요액의 중량은 10,000Kg/d - 7,400Kg/d = 2,600Kg/d 이다.
    하지만, 생산된 요액은 74w% 용액이므로, 설탕의 양이 7,400Kg/d 이므로, 물의 양은 2,600Kg/d / (1 - 0.74) = 10,000Kg/d * 0.26 = 2,600Kg/d 이다.
    따라서, 생산된 요액의 총 중량은 설탕의 양과 물의 양을 합한 값인 7,400Kg/d + 2,600Kg/d = 10,000Kg/d 이다.
    즉, 정답은 "5135" 이다.
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89. 일정한 온도 4℃에서 물의 밀도에 대한 측정물질의 밀도의비를 무엇이라 하는가?

  1. 비중
  2. 질량
  3. 비용
  4. 비중량
(정답률: 86%)
  • 비중은 물의 밀도를 기준으로 측정물질의 밀도를 나타내는 값으로, 일정한 온도에서 물의 밀도가 1g/cm³이기 때문에 비중은 측정물질의 밀도를 그대로 표시할 수 있습니다. 따라서 정답은 "비중"입니다.
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90. 다음 중 그 용도가 나머지 3개와 다른 용도의 분석 장치는?

  1. COD 분석장치
  2. BOD 분석장치
  3. TOC 분석장치
  4. Kjeldahl 분석장치
(정답률: 82%)
  • Kjeldahl 분석장치는 단백질 함량을 측정하는데 사용되는 반면, 나머지 3개의 분석장치는 유기물 농도를 측정하는데 사용된다. 따라서 Kjeldahl 분석장치는 단백질 함량 측정에 특화되어 있어 나머지 3개의 분석장치와는 용도가 다르다.
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91. HPLC를 이용한 시료 분석시 탈기(degassing)의 목적과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 용매 내에 녹아 잇는 기체(질소, 산소 등)제거
  2. 시료 여과 후 시료에 형성되는 기포 제거
  3. 컬럼에서의 압력 저하 방지
  4. Pump 압력 변화 방지
(정답률: 52%)
  • HPLC에서 시료를 분석할 때, 시료에 형성되는 기포는 컬럼 내부에서 압력 저하를 일으키고, 분석 결과에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 시료 여과 후 시료에 형성되는 기포를 제거하기 위해 탈기(degassing)를 수행합니다. 이는 시료의 안정성을 높이고, 정확한 분석 결과를 얻기 위한 중요한 과정입니다. 반면, 용매 내에 녹아있는 기체(질소, 산소 등)를 제거하는 것은 HPLC에서 일반적으로 수행되는 과정 중 하나이며, 시료 여과 후 시료에 형성되는 기포 제거와는 거리가 먼 개념입니다.
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92. 진핵세포의 세포벽에서 발견되는 물질이 아닌 것은?

  1. 셀룰로오스(cellulose)
  2. 실리카(silica)
  3. 스테롤(sterol)
  4. 키틴(chitin)
(정답률: 66%)
  • 진핵세포는 식물, 균류, 일부 동물 등에서 발견되는 세포로, 이들의 세포벽은 셀룰로오스, 실리카, 키틴 등의 물질로 이루어져 있습니다. 하지만 스테롤은 동물의 세포막에서 발견되는 물질로, 진핵세포의 세포벽에는 존재하지 않습니다. 따라서 정답은 "스테롤(sterol)"입니다.
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93. 세포에서 분리한 RNA를 주형(template)으로 사용하여 complementary DNA(cDNA)를 제조하는데 이용되는 효소는?

  1. Klenow fragment enzyme
  2. DNA gyrase
  3. Reverse transcriptase
  4. DNA topoisomerase
(정답률: 82%)
  • RNA는 DNA와 다른 구조를 가지고 있기 때문에, RNA를 직접적으로 PCR 반응에 이용할 수 없습니다. 따라서 RNA를 cDNA로 변환시켜야 하는데, 이때 사용되는 효소가 Reverse transcriptase입니다. Reverse transcriptase는 RNA를 템플릿으로 사용하여 cDNA를 합성하는 역전사(Reverse transcription) 과정에서 사용됩니다.
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94. 자외가시선 흡수 스펙트럼의 측정은 보통 용액의 상태에서 한다. 이 때 사용하는 용매를 선택하는데 있어서 권장되는 좋은 용매(good solvent)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 측정범위의 자외선을 자체흡수하지 않아야한다.
  2. 측정 용매와 용매 사이에 상호작용이 있는 극성 용매가 좋다.
  3. 전자천이의 영향이 작아야 한다.
  4. 용매와 용질간의 용매 효과가 없어야 한다.
(정답률: 71%)
  • "용매와 용질간의 용매 효과가 없어야 한다."는 틀린 설명입니다. 오히려 측정 용매와 용매 사이에 상호작용이 있는 극성 용매가 좋습니다. 이는 측정 용매와 용질 사이의 상호작용이 용질의 흡수 스펙트럼을 왜곡시키는 것을 방지하기 위함입니다. 측정범위의 자외선을 자체흡수하지 않아야 하는 것은 맞지만, 이는 용매 선택과는 직접적인 연관이 없습니다. 전자천이의 영향이 작아야 한다는 것도 맞지만, 이는 측정 기기의 성능과 관련된 것입니다.
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95. 바이러스에 감염된 세포가 방출하는 일종의 항단백질로 바이러스의 증식을 억제하는 생체방어물질을 무엇이라 하는가?

  1. 인터페론
  2. 의사 유전자
  3. 클론
  4. 모노크로널 항체
(정답률: 85%)
  • 인터페론은 바이러스에 감염된 세포가 방출하는 항바이러스 단백질로, 다른 세포들에게 바이러스 감염을 알리고 생체방어 체계를 활성화시켜 바이러스의 증식을 억제하는 역할을 합니다. 따라서 인터페론은 생체방어물질로 분류됩니다.
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96. pH가 글라이신(glycine)의 pI보다 높을 때 글라이신의 전하(charge)는?

  1. -
  2. +
  3. 0
  4. -, +, 0 모두 갖는다.
(정답률: 84%)
  • 글라이신의 pI는 약 6.0입니다. 따라서 pH가 pI보다 높을 때는 글라이신은 전하가 음이 됩니다. 이는 아미노기의 카르복실기가 양이온으로 이온화되어 음전하를 띄기 때문입니다.
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97. 플라스미드를 잃는 경향이 있는 재조합 유전자를 안정화 시킬 수 있는 방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 스스로 유전자를 재조합시키는 능력이 부족한 균주를 숙주세포로 이용한다.
  2. 온도의 변화에 의존하는 변이주 또는 플라스미드를 이용한다.
  3. 변이인자가 없는 플라스미드를 이용 한다.
  4. 온도를 조절하여 유전자 발현 정도를 높인다.
(정답률: 39%)
  • 온도를 조절하여 유전자 발현 정도를 높인다는 것은 온도가 높아지면 유전자 발현이 증가하고, 낮아지면 감소한다는 성질을 이용하는 것입니다. 따라서, 유전자 발현이 안정적이지 않은 재조합 유전자를 안정화시키기 위해 온도를 일정하게 유지하는 것보다는, 발현이 필요한 시점에 온도를 높여서 유전자 발현을 촉진시키는 것이 더 효과적일 수 있습니다.
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98. pKa1=2.34, pKa2=9.6인 아미노산의 등전점은?

  1. 2.34
  2. 5.97
  3. 9.6
  4. 11.94
(정답률: 96%)
  • 이 아미노산은 이중산성을 가지고 있으므로 등전점은 pKa1과 pKa2의 평균값인 (2.34 + 9.6) / 2 = 5.97이다. 이는 아미노산의 양성자와 음이온의 수가 서로 같아지는 지점으로, 이전에는 양이온이 우세했지만 등전점 이후에는 음이온이 우세해진다.
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99. 전분은 아밀로오즈라는 선형의 포도당 고분자와 아밀로펙틴이라는 가지 친 형태의 포도당 고분자의 혼합물이다. 전분 내에 아밀로오즈와 아밀로펙틴이 각각 50%씩 있다고 할 때, 이를 아밀레이즈로 가수분해시킬 경우 얼마만큼의 전분이 가수 분해될 수 있겠는가? (단, 아밀레이즈는 선형 당쇄[linear chain]만을 가수분해 시킬 수 있다.)

  1. 50%
  2. 50% 이상 100% 미만
  3. 50% 미만
  4. 100%
(정답률: 80%)
  • 아밀레이즈는 선형 당쇄만을 가수분해할 수 있기 때문에, 아밀로오즈와 아밀로펙틴 중 선형 당쇄인 아밀로오즈만 가수분해될 수 있다. 따라서 전체 전분 중 가수분해될 수 있는 비율은 아밀로오즈의 비율과 같으며, 이는 50%이다. 따라서 정답은 "50% 이상 100% 미만"이다.
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100. GMP의 4대 지표에 해당되는 것이 아닌 것은?

  1. 의약품 특성의 유지
  2. 의약품 품질의 보장
  3. 지속적인 신약 개발
  4. 소비자의 신뢰성 확보
(정답률: 90%)
  • GMP의 4대 지표 중 "지속적인 신약 개발"은 포함되지 않는다. 이는 GMP가 의약품 생산과 관련된 규제이기 때문이다. GMP는 의약품의 특성을 유지하고 품질을 보장하여 소비자의 신뢰성을 확보하는 것을 목적으로 한다. 따라서 GMP는 의약품 생산과 관련된 규제이며, 신약 개발과는 직접적인 연관성이 없다.
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