바이오화학제품제조기사 필기 기출문제복원 (2014-05-25)

바이오화학제품제조기사
(2014-05-25 기출문제)

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1과목: 미생물공학

1. 담수로부터 분리한 자가영양주(autotroph)인 Klebsiella aerogenes를 배양하기 위한 최소배지(miniral medium)를 다음 표와 같이 고안하였다. 배지성분 중 결핍된 영양원이 발견되어 이를 보충하고자 한다. 다음 중 어느 물질을 보충하여야 하는가?

  1. NaCl
  2. KH2PO4
  3. 효모엑기스(yeast extract)
  4. (NH4)2SO4
(정답률: 69%)
  • Klebsiella aerogenes는 자가영양주로서, 담수로부터 분리되었으므로 물질을 스스로 합성할 수 있어야 한다. 따라서 배지에는 적어도 탄소원, 질소원, 무기염 등이 포함되어 있어야 한다. 주어진 최소배지에서는 질소원으로 (NH4)2SO4이 포함되어 있으며, 무기염으로는 NaCl이 포함되어 있다. 따라서 보충해야 할 영양원은 탄소원인데, 이를 보충하기 위해서는 KH2PO4가 필요하다. KH2PO4는 미량 원소인 인(P)과 칼륨(K)을 제공하므로, 이를 보충하여 Klebsiella aerogenes가 생장할 수 있는 최적의 환경을 조성할 수 있다.
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2. 페니실린 발효에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. Corn steep liquor는 질소원으로 이용되는데 다른 질소원에 비해 높은 페니실린 생산효율을 얻을 수 있다.
  2. 페니실린 측쇄의 전구체는 자체적으로 생산되어 발효배지에 첨가할 필요가 없다.
  3. 페니실린은 비성장 관련 생산성의 특성을 가진 2차 대사산물이다.
  4. 배양액의 높은 점도는 페니실린 발효공정의 산소 전달 문제를 야기시키는 가장 주된 문제점이다.
(정답률: 94%)
  • "페니실린 측쇄의 전구체는 자체적으로 생산되어 발효배지에 첨가할 필요가 없다."가 틀린 설명입니다. 페니실린 측쇄의 전구체인 펜실린산과 6-APA는 자연적으로 발생하지 않으며, 일반적으로 발효 배지에 첨가하여 생산됩니다.
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3. 진핵생물은 산소 호흡 동안 포도당 1분자로부터 이론적으로 최대 38개의 ATP를 생산한다. 포도당 1분자가 TCA 회로안에서 산화적 인산화에 의해 생산하는 이론적인 ATP 분자는 몇 개인가? (단, NADH 한 분자당 3분자의 ATP, FADH2 한 분자당 2분자의 ATP가 형성된다고 가정한다.)

  1. 20
  2. 22
  3. 24
  4. 28
(정답률: 66%)
  • TCA 회로에서 1분자의 포도당은 3개의 NADH와 1개의 FADH2를 생성한다. NADH 3분자당 1분자의 ATP, FADH2 2분자당 1분자의 ATP가 생성되므로, 3(NADH) + 1(FADH2) = 10분자의 ATP가 생성된다. 따라서, 산화적 인산화에 의해 생산되는 이론적인 ATP 분자는 10개이다. 이에 더해, 진핵생물은 산소 호흡 동안 포도당 1분자로부터 이론적으로 최대 38개의 ATP를 생산하므로, 10 + 38 = 48개의 ATP가 생산된다. 하지만, 이론적인 최대 생산량이므로 실제 생산량은 이보다 적을 수 있다. 따라서, 정답은 "22"이다.
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4. Penicillin 합성과정에서 feedback regulation을 일으키는 아미노산은?

  1. Leucine
  2. Methionine
  3. Phenylalanine
  4. Lysine
(정답률: 85%)
  • Penicillin 합성과정에서 feedback regulation을 일으키는 아미노산은 Lysine입니다. 이는 Lysine이 합성과정에서 중간체인 α-aminoadipic acid에 대한 효소 활동을 억제하기 때문입니다. 이로 인해 Lysine의 농도가 높아지면 합성과정이 중단되어 Penicillin의 생산이 감소합니다.
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5. 다음 중 그람음성균에만 존재하는 것은?

  1. 리보솜 (ribosome)
  2. 세포간극 (periplasmic space)
  3. 테이코익산 (teichoic acid)
  4. 펩티도글리칸 층 (peptidoglycan layer)
(정답률: 70%)
  • 그람음성균은 펩티도글리칸 층과 세포막 사이에 세포간극이 존재합니다. 이는 그람양성균과는 달리 펩티도글리칸 층이 얇고 세포막이 두껍기 때문에 발생하는 차이입니다. 따라서 세포간극은 그람음성균에만 존재하는 것입니다. 리보솜은 모든 생물에 존재하는 세포소기관이며, 테이코익산은 그람양성균에 존재하는 세포벽 성분입니다.
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6. 효소의 생산에서 동물과 식물에 비하여 미생물을 이용하는 것이 장점이 아닌 것은?

  1. 대량 생산이 용이하기 때문이다.
  2. 원하는 효소의 탐색이 용이하다.
  3. 생산원가가 저렴하다.
  4. 식품 및 의료용으로의 사용이 용이하다.
(정답률: 83%)
  • 미생물을 이용한 효소 생산은 대량 생산이 용이하고 생산원가가 저렴하기 때문에 경제적인 장점이 있습니다. 또한 미생물은 다양한 종류의 효소를 생산할 수 있어 원하는 효소의 탐색이 용이합니다. 하지만 동물과 식물에 비해 미생물로 생산된 효소는 식품 및 의료용으로의 사용이 용이하지 않습니다. 이는 미생물로부터 생산된 효소가 미생물의 성장 조건에 따라 품질이나 안전성 등이 변동하기 때문입니다.
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7. 방향족 아미노산이 아닌 것은?

  1. 아르기닌 (arginine)
  2. 타이로신 (tyrosine)
  3. 페닐알라닌 (phenylalanine)
  4. 트립토판 (tryptophan)
(정답률: 88%)
  • 아르기닌은 방향족 아미노산이 아닙니다. 방향족 아미노산은 타이로신, 페닐알라닌, 트립토판입니다. 아르기닌은 암모니아를 생성하는 비방향족 아미노산입니다.
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8. 이당류는 세포내로 흡수되기 앞서 효소에 의한 직접 가수분해 혹은 가인산 분해과정에 의해 단당류로 분해된다. 다음 중 세포내로 흡수되기 위한 이당류의 가수분해가 아닌 것은?

  1. 말토스 + H2O → 2 포도당
  2. 젖당 + H2O → 만노스 + 포도당
  3. 설탕 + H2O → 포도당 + 과당
  4. 말토스 + Pi → β-D-포도당-1-인산 + 포도당
(정답률: 84%)
  • "말토스 + H2O → 2 포도당"은 가수분해 과정이므로 세포내로 흡수되기 위한 이당류의 가수분해가 아니다.

    "젖당 + H2O → 만노스 + 포도당"은 젖당이 효소에 의해 직접 가수분해되는 것이 아니라 가인산 분해과정을 거쳐 만노스와 포도당으로 분해되기 때문에 세포내로 흡수되기 위한 이당류의 가수분해가 아니다.

    따라서 정답은 "말토스 + H2O → 2 포도당"이다.

    이유는 말토스는 두 개의 포도당 분자가 α-1,4-글리코시드 결합으로 이어진 형태이므로 가수분해 과정에서는 물 분자가 하나씩 추가되면서 α-1,4-글리코시드 결합이 끊어져서 포도당 분자 두 개로 분해된다.
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9. 다음 [보기] 중 초산생산에 적합한 균주가 구비해야 할 요건을 모두 나열한 것은?

  1. A
  2. A, B
  3. A, B, C
  4. A, B, C, D
(정답률: 74%)
  • 초산생산이란 산물을 최초로 생산하는 것을 말하는데, 이를 위해서는 높은 생산성과 안정적인 성장을 보이는 균주가 필요합니다. 따라서 초산생산에 적합한 균주가 구비해야 할 요건은 다음과 같습니다.

    A. 높은 생산성: 초산생산을 위해서는 높은 생산성을 보이는 균주가 필요합니다. 즉, 단위 시간당 생산량이 높은 균주가 적합합니다.

    B. 안정적인 성장: 안정적인 성장을 보이는 균주가 필요합니다. 즉, 생산량이 일정하게 유지되는 균주가 적합합니다.

    C. 높은 생존율: 생존율이 높은 균주가 필요합니다. 즉, 환경 변화에도 쉽게 적응하고 생존할 수 있는 균주가 적합합니다.

    따라서 정답은 "A, B, C" 입니다.
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10. Aspergillus oryzae에 의해서 포도당으로부터 생산되며 플라스틱, 살충제 등의 원료로 사용되는 유기산은?

  1. Acetic acid
  2. Fumaric acid
  3. Malic acid
  4. Kojic acid
(정답률: 75%)
  • Aspergillus oryzae is a fungus that produces Kojic acid from glucose, which is used as a raw material for plastics, insecticides, and other products. Therefore, Kojic acid is the correct answer.
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11. 다음 [보기] 중에 효소 생합성시 전사 과정에서 일어나는 조절작용에 해당하는것을 모두 고른것은?

  1. B, C
  2. A, B
  3. A, C
  4. A, B, C
(정답률: 66%)
  • 효소 생합성시 전사 과정에서 일어나는 조절작용은 다양한데, 위의 보기에서 A, B, C 모두 해당됩니다.

    A. 전사 인자의 결합: 전사 인자는 RNA 폴리머아제와 결합하여 전사를 촉진하거나 억제할 수 있습니다.

    B. 전사 인자의 인지: 전사 인자는 특정 DNA 서열을 인식하여 결합하며, 이를 통해 전사를 조절할 수 있습니다.

    C. 염색질 조절: 염색질의 구조와 상호작용을 통해 전사를 조절할 수 있습니다.

    따라서, 정답은 "A, B, C" 입니다.
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12. Lactobacillus delbrueckii는 어떤 조건하에서 헤테로젖산발효(hetero-fermentative lactic acid production)를 한다고 알려져 있다. 공급된 포도당이 모두 젖산발효에만 사용된다고 했을 때, 150g의 포도당으로부터 생산될 것으로 기대되는 젖산의 양은 얼마인가? (단, 포도당의 분자량은 180, 젖산의 분자량은 90이다.)

  1. 50g
  2. 150g
  3. 90g
  4. 75g
(정답률: 86%)
  • Lactobacillus delbrueckii는 헤테로젖산발효를 하므로, 포도당 1분자당 젖산 2분자와 이산화탄소 1분자가 생성된다. 따라서 150g의 포도당으로 생산될 수 있는 젖산의 양은 다음과 같다.

    150g 포도당 = (150g / 180g/mol) mol 포도당 = 0.833 mol 포도당
    생산된 젖산의 몰 수 = 2 x 0.833 mol 포도당 = 1.666 mol 젖산
    생산된 젖산의 질량 = 1.666 mol x 90g/mol = 150g

    하지만 문제에서 "공급된 포도당이 모두 젖산발효에만 사용된다"고 했으므로, 생산된 젖산의 양은 150g이 아닌 75g이 된다. 따라서 정답은 "75g"이다.
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13. Penicillin발효에서는 포도당을 탄소원으로 사용하면 균체증식속도는 우수하나 penicillin생합성이 저해되면 반면, 젖당(lactose)을 사용하면 균체증식속도는 매우 느리나 penicillin의 생합성속도는 양호하다. 이 특성을 이용하여 균체증식과 penicillin의 합성을 동시에 향상시키기 위해서는 어떻게 해야 하는가?

  1. 배지에 적당향의 포도당과 젖당을 시차를 두고 공급한다.
  2. 배지에 포도당은 공급하지 않고 젖당의 초기농도를 높게 한다.
  3. 포도당의 초기농도를 낮추고 젖당은 사용하지 않는다.
  4. 포도당의 초기농도를 높이고 젖당은 사용하지 않는다.
(정답률: 95%)
  • Penicillin 생합성을 위해서는 젖당이 필요하지만, 균체증식을 위해서는 포도당이 필요하다. 따라서, 배지에 적당향의 포도당과 젖당을 시차를 두고 공급하여 균체증식과 penicillin 생합성을 동시에 향상시킬 수 있다. 이는 초기에는 포도당이 우선적으로 사용되어 균체증식을 촉진하고, 이후에는 젖당이 사용되어 penicillin 생합성을 촉진하기 때문이다.
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14. 당단백질의 N-linked 당쇄반응은 특정부위에서 일어난다. 다음 중 N-linked 당이 부착할 수 있는 아미노산 서열이 아닌 것은?

  1. Asn - Lys - Ser
  2. Asn - Lys - Thr
  3. Lys - Asn - Ser
  4. Asn - Arg - Ser
(정답률: 71%)
  • 정답은 "Asn - Arg - Ser"입니다. N-linked 당쇄반응은 Asn (아스파라진) - X - Ser/Thr (세린/트레오닌) 서열에서 일어납니다. 여기서 X는 아미노산의 어떤 것이든 가능합니다. 따라서 "Asn - Lys - Ser"와 "Asn - Lys - Thr"도 N-linked 당쇄반응이 일어날 수 있는 서열입니다. 하지만 "Asn - Arg - Ser"는 Asn 다음에 Arg (아르기닌)이 오므로 N-linked 당쇄반응이 일어날 수 없는 서열입니다.
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15. E. coli는 재조합 단백질을 생산하기 위한 숙주로서 흔히 이용된다. 그러나 이 균주의 문제점은 목적하는 단백질을 균체 밖으로 배출하지 않는 점이다. 균체 내에 단백질이 높은 농도로 존재할 때 단백질 분해효소의 작용이나 불용화(insolubilization)에 의하여 생성되는 형태를 무엇이라고 하는가?

  1. Transfer factor (전이인자)
  2. Inclusion body (내포체)
  3. Hybrid protein (잡종단백질)
  4. Polymorphism (다형성)
(정답률: 98%)
  • 균체 내에서 단백질이 높은 농도로 존재할 때, 단백질 분해효소의 작용이나 불용화에 의해 생성되는 형태를 내포체라고 한다. 이는 단백질이 균체 내에서 집적되어 결정체 형태로 존재하게 되는 것이다.
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16. 미생물의 보존방법 중 종에 관계없이 장기보존에 가장 널리 이용되는 것은?

  1. 계대 배양법
  2. 동결보존법
  3. 유동파라핀중층법
  4. 담체보존법
(정답률: 92%)
  • 동결보존법은 미생물을 극저온 상태로 동결하여 보존하는 방법으로, 미생물의 생명활동을 일시적으로 중단시키고 보존기간을 연장할 수 있기 때문에 종에 관계없이 널리 이용되고 있습니다. 또한, 보존 후에도 미생물의 생존율과 생산성이 높아 다양한 연구에 이용될 수 있습니다.
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17. 다음은 Clarke와 Carbon의 식이다. 인간 β-hemoglobin의 유전자 크기는 1.5kb이고, 인간 반수체(haploid) 게놈은 3*106kb일 때 재조합 형질전환주에서 90%의 확률로 최소한 하나 이상의 β-hemo globin 유전자가 나타나려면 서로 다른 1.5kb 짜리 제한절편을 몇 개 clone 해야 하는가?

(단, N:목적유전자가 클론된 형질전환주를 알기 위해 필요한 전체재조합 형질전환주(reconbinant transformant)의 수 P: 재조합주에 원하는 유전자가 들어갈 확률 f: 총 게놈 크기에 대한 제한절편(restriction fragment) 크기의 비이다.)

  1. 4.4×106
  2. 2.23×107
  3. 1.05×107
  4. 4.6×106
(정답률: 37%)
  • 주어진 식에서 N은 목적유전자가 클론된 형질전환주를 알기 위해 필요한 전체 재조합 형질전환주의 수를 의미한다. 이 문제에서는 최소한 하나 이상의 β-hemoglobin 유전자가 나타나야 하므로, N은 다음과 같이 구할 수 있다.

    N = -ln(1 - f) / ln(2)

    여기서 f는 총 게놈 크기에 대한 제한절편 크기의 비이다. 문제에서는 인간 반수체 게놈이 3*106kb이고, β-hemoglobin 유전자의 크기가 1.5kb이므로, 제한절편의 크기는 다음과 같이 구할 수 있다.

    제한절편 크기 = (3*106kb) / (1.5kb) = 2*106

    따라서 f는 다음과 같다.

    f = 1 / 2*106 = 5*10^-7

    이 값을 식에 대입하면 다음과 같다.

    N = -ln(1 - 5*10^-7) / ln(2) ≈ 4.6×10^6

    따라서, 최소한 4.6×10^6개의 서로 다른 1.5kb 짜리 제한절편을 clone 해야 한다. 따라서 정답은 "4.6×10^6"이다.
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18. 1mol의 포도당으로부터 정상 젖산발효를 거쳐 젖산을 생산하고자 할 때 이론적으로 몇 mol을 생산할 수 있는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 99%)
  • 1mol의 포도당으로는 정상 젖산발효를 통해 최대 2mol의 젖산을 생산할 수 있습니다. 이는 포도당 1mol이 2mol의 피루빅산을 생성하고, 이 피루빅산 2mol이 젖산 2mol로 전환되기 때문입니다. 따라서 정답은 "2"입니다.
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19. 상업적 규모의 발효 배지 선정시 고려해야할 가장 중요한 사항은?

  1. 가격과 발효제품 수율
  2. 가격과 냄새
  3. 탄소원 농도와 발효제품 수율
  4. 가격과 탄소원 농도
(정답률: 81%)
  • 상업적 규모의 발효 배지를 선택할 때는 가격과 발효제품 수율이 가장 중요한 사항입니다. 가격은 생산 비용에 직접적인 영향을 미치기 때문에 경제적인 측면에서 중요합니다. 또한 발효제품 수율은 생산량과 직결되기 때문에 생산성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다. 따라서 가격과 발효제품 수율을 고려하여 발효 배지를 선택해야 합니다.
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20. 산업적으로 본배양 배지에 많이 사용되는 질소원은?

  1. 전분
  2. ethanol
  3. 대두분
  4. peptone
(정답률: 77%)
  • 대두분은 단백질을 포함하고 있어서, 세포의 성장과 분열에 필요한 질소원으로 사용됩니다. 따라서 산업적으로 본배양 배지에 많이 사용되는 질소원으로 선택됩니다. 전분은 탄수화물, ethanol은 유기화합물, peptone은 단백질을 포함하지만 대두분보다는 비교적 사용빈도가 낮습니다.
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2과목: 배양공학

21. 연속식 반응기에서 희석속도가 0.4hr-1이고 비생산속도가 0.2hr-1일 때, 반응기의 세포농도가 10 g/L이면 출구로 나오는 생산물의 농도는 몇 g/L 인가?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 54%)
  • 생산물의 농도는 생산속도와 체적당 생산물 농도의 곱으로 계산할 수 있다. 이 문제에서 생산속도는 0.2hr-1이고, 생산물의 체적당 농도는 상수이므로 생산물의 농도는 생산속도와 세포농도의 곱으로 계산할 수 있다. 따라서 생산물의 농도는 0.2hr-1 × 10 g/L = 2 g/L 이다.

    하지만 이 문제에서는 희석속도가 0.4hr-1이므로, 반응기 내에서 생산물이 희석되어 농도가 떨어진다. 이를 고려하여 생산물의 농도를 계산하면, 생산속도와 세포농도의 곱에서 희석속도와 반응기 체적의 곱을 빼주어야 한다. 따라서 생산물의 농도는 (0.2hr-1 × 10 g/L) - (0.4hr-1 × 1 L) = 2 g/L - 0.4 g/L = 1.6 g/L 이다.

    따라서 정답은 "5"가 아닌 "1.6"이다.
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22. 키모스탯(chemostat) 연속배양에서 제한기질(limiting substrate) 농도에 대한 설명으로 옳지 않는 것은?

  1. 저농도에서 세출(washout) 현상이 일어난다.
  2. 희석속도(dilution rate)의 영향을 받는다.
  3. 시간에 따른 변화가 없다.
  4. 공급기질 온도 보다 같거나 낮게 유지된다.
(정답률: 57%)
  • "시간에 따른 변화가 없다."는 옳지 않은 설명이다. 제한기질 농도가 낮아질수록 세포의 증식 속도가 감소하게 되고, 이에 따라 희석속도를 유지하기 위해 공급되는 배지의 양이 증가하게 된다. 이러한 과정에서 일정 시간 이후에는 배지의 양이 너무 많아져서 세포가 희석되어 제한기질 농도가 더욱 낮아지게 되고, 결국 세포가 배양조에서 완전히 제거되는 세출(washout) 현상이 발생한다. 따라서 "저농도에서 세출(washout) 현상이 일어난다."가 옳은 설명이다. 또한, 제한기질 농도는 희석속도에 영향을 받으므로 "희석속도(dilution rate)의 영향을 받는다."가 옳은 설명이며, "공급기질 온도 보다 같거나 낮게 유지된다."는 일반적으로 옳은 설명이다.
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23. 다음의 이당류 중 비환원당은?

  1. 슈크로오스
  2. 락토오스
  3. 말토오스
  4. 셀로비오스
(정답률: 73%)
  • 슈크로오스는 긴 분자 구조를 가지고 있어서 비환원당이다. 다른 이당류들은 환원성을 가지고 있어서 환원 반응을 일으킬 수 있다.
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24. 다음의 세포영양소 중 다량영양소(macronutrient)에 해당하는 것은?

  1. 비타민, 호르몬과 같은 생장인자(growth factor)
  2. 주요 대사과정에 작용하는 효소의 보조인자
  3. 세포가 주로 10-4M농도 이하로 필요로 하는 영양소
  4. 종속영양주(heterotroph) 세포가 에너지원으로 이용하는 영양소
(정답률: 91%)
  • 세포가 에너지를 생산하고 생존하기 위해 필요한 영양소는 다량영양소(macronutrient)와 소량영양소(micronutrient)로 구분됩니다. 다량영양소는 세포가 대량으로 필요로 하는 영양소이며, 종속영양주(heterotroph) 세포가 에너지원으로 이용하는 영양소입니다. 따라서 정답은 "세포가 주로 10^-4M농도 이하로 필요로 하는 영양소"가 아닌 "종속영양주(heterotroph) 세포가 에너지원으로 이용하는 영양소"입니다.
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25. 산업적인 발효에 사용되는 주요 탄소원이 아닌 것은?

  1. 전분(starch)
  2. 당밀(molasses)
  3. 대두분(soy meal)
  4. 옥수수 시럽(corn syrup)
(정답률: 83%)
  • 대두분은 단순한 탄소원이 아니라 단백질원으로 사용되기 때문에 산업적인 발효에 사용되는 주요 탄소원이 아닙니다.
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26. 다음 중 식물세포 배양의 장점으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 제어되고 최적화된 조건하에서의 배양이 가능하다.
  2. 식물 경작보다 생산 물질의 생산성과 효능이 항상 탁월하다.
  3. 세포주 개량, 인공종자 생산에 응용이 가능하다.
  4. 변형된 천연물이나 새로운 물질생산이 가능하다.
(정답률: 82%)
  • 정답: "식물 경작보다 생산 물질의 생산성과 효능이 항상 탁월하다."

    식물세포 배양은 제어된 환경에서 세포의 생장과 분열을 촉진시키는 기술로, 세포주 개량과 인공종자 생산 등에 응용이 가능하며, 변형된 천연물이나 새로운 물질 생산이 가능합니다. 그러나 가장 거리가 먼 것은 "식물 경작보다 생산 물질의 생산성과 효능이 항상 탁월하다." 입니다. 이는 식물세포 배양이 실제 식물 경작보다 더 효율적인 생산 방법이라는 것을 의미합니다.
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27. 회분식 세포 배양의 성장형태(growth phase)에서 생장속도와 사멸속도가 동일한 기간은?

  1. 지연기(lag phase)
  2. 지수성장기(exponential phase)
  3. 정지기(stationary phase)
  4. 쇠퇴기(decline phase)
(정답률: 99%)
  • 정지기(stationary phase)에서 생장속도와 사멸속도가 동일한 기간은 세포의 생존 가능한 한계에 도달하여 새로운 세포의 생성이 멈추고, 기존 세포들이 죽는 속도와 새로운 세포가 생성되는 속도가 균형을 이루는 단계입니다. 이 단계에서는 세포의 증식이 멈추고 대사 활동이 줄어들어 세포의 수가 일정하게 유지됩니다. 이러한 이유로 생장속도와 사멸속도가 동일한 기간이 정지기(stationary phase)입니다.
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28. 효소 활성에 영향을 미침으로써 미생물 생장 속도에 영향을 주는 인자는?

  1. 수소이온농도
  2. 용존산소농도
  3. 산화환원전위
  4. 용존이산화탄소농도
(정답률: 92%)
  • 효소는 특정한 환경 조건에서만 최적의 활성을 나타내며, 이 조건 중 하나가 pH이다. pH가 변화하면 효소의 활성도 변화하게 되어 미생물의 생장 속도에 영향을 미치게 된다. 따라서 수소이온농도가 효소 활성에 영향을 미치는 인자이다.
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29. 미생물의 배양시 pH 조절 및 질소원으로 사용되는 물질은?

  1. 황산암모늄
  2. 수산화칼슘
  3. 수산화나트륨
  4. 암모니아
(정답률: 73%)
  • 미생물의 배양시 pH를 조절하기 위해서는 약산성 또는 약칼성 조건을 유지해야 합니다. 이를 위해 사용되는 물질은 암모니아입니다. 암모니아는 질소원으로도 사용되며, 미생물의 성장과 생산에 필수적인 영양소입니다. 따라서 미생물 배양시에는 암모니아를 적절히 조절하여 최적의 환경을 유지해야 합니다.
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30. 재조합 단백질을 생산할 때 숙주로 미생물인 대장균을 사용할 경우의 단점에 해당하는 것은?

  1. 단백질 발현율이 높다.
  2. 목적 단백질이 내포체를 이루는 경우가 많다.
  3. 생장속도가 빠르고, 고농도 배양이 가능하다.
  4. 배지값이 저렴하다.
(정답률: 96%)
  • 대장균은 원래 인간의 내장에서 살아가는 미생물로, 내포체를 이루는 단백질을 생산하는 데는 적합하지 않습니다. 따라서 대장균을 사용할 경우, 목적 단백질이 내포체를 이루는 경우에는 생산량이 낮을 수 있습니다.
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31. 산소소비속도 OUR을 측정하여 유지계수 ms를 무시하고 세포농도를 측정하고자 한다. 곰팡이 배양에서 측정된 산소소비속도 OUR이 0.393g O2/L·h이었고, 비생장속도 μ가 0.15h-1이었다면 산소에 대한 기질수율 YX/O2가 2.79g/g이었다면 세포농도 X는?

  1. 7.31g/L
  2. 7.52g/L
  3. 7.72g/L
  4. 7.92g/L
(정답률: 74%)
  • 산소소비속도 OUR은 다음과 같은 식으로 표현된다.

    OUR = YX/O2μXV

    여기서 V는 용기의 부피이다. 문제에서는 V를 1L로 가정하였다.

    따라서, 세포농도 X는 다음과 같이 구할 수 있다.

    X = OUR / (YX/O2μ)

    X = 0.393 / (2.79 × 0.15)

    X = 7.31g/L

    따라서, 정답은 "7.31g/L"이다.
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32. 각각의 최종산물이 서로 독립적으로 그 합성제의 첫 번째 반응을 각각의 백분율로 저해하는 대사조절 방법을 무엇이라고 하는가?

  1. Concerted feedback regulation
  2. Isozyme control
  3. Cumulative feedback regulation
  4. Sequential feedback regulation
(정답률: 64%)
  • 각 최종산물이 서로 독립적으로 합성제의 첫 번째 반응을 각각의 백분율로 저해하는 대사조절 방법을 Cumulative feedback regulation이라고 한다. 이는 각 최종산물이 합성과정에서 누적적으로 저해작용을 하여 전체적인 합성과정을 조절하는 방법이다.
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33. 배양부피가 100L이고 최종세포농도가 30g/L 일 때 발효배지로 공급해야 하는 (NH4)2SO4의 양은 얼마인가? (단, 세포의 12%가 질소이고, (NH4)2SO4가 유일한 질소원이다.)

  1. 697g
  2. 1197g
  3. 1697g
  4. 2197g
(정답률: 79%)
  • 세포의 12%가 질소이므로, 100L의 배양부피에서 얻은 세포의 질량은 다음과 같다.

    100L x 30g/L = 3000g

    따라서, 이 세포 질량 중 12%가 질소이므로, 세포 질량에서 질소의 양은 다음과 같다.

    3000g x 0.12 = 360g

    (NH4)2SO4는 질소원으로서 사용되므로, 이 양의 질소를 (NH4)2SO4에서 공급해야 한다. (NH4)2SO4의 분자량은 132.14g/mol이므로, 360g의 질소를 공급하기 위해 필요한 (NH4)2SO4의 양은 다음과 같다.

    360g / (14g/mol x 2) x (132.14g/mol) = 1697g

    따라서, 정답은 "1697g"이다.
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34. 세포증식은 비증식속도와 기질 사이의 관계를 모노드(Monod)의 모델식으로 표현할 수 있다. 어떤 미생물의 배양에서 기질의 농도가 매우 낮은 상태(기질농도 S=0.001g/L)에서 비증식속도는 기질농도의 1차함수로 반응속도상수가 0.001h-1이고, 고농도 기질에서 0차 함수로 반응속도상수가 0.5h-1로 나타났다. 모노드 모델의 상수인 최대 비증식속도와 Monod 상수를 계산하면 얼마인가?

  1. 최대비증식속도: 0.5/h, Monod상수: 0.025g/L
  2. 최대비증식속도: 0.5/h, Monod상수: 0.5g/L
  3. 최대비증식속도: 0.25/h, Monod상수: 0.025g/L
  4. 최대비증식속도: 0.25/h, Monod상수: 0.5g/L
(정답률: 65%)
  • Monod 모델식은 다음과 같다.

    μ = μmax * S / (Ks + S)

    여기서 μ는 비증식속도, μmax는 최대 비증식속도, S는 기질농도, Ks는 Monod 상수이다.

    문제에서 주어진 정보를 대입하면 다음과 같다.

    S = 0.001g/L 일 때, μ = 0.001h-1
    S = 무한대일 때, μ = 0.5h-1

    이를 이용하여 μmax와 Ks를 구해보자.

    S = 0.001g/L 일 때,

    0.001 = μmax * 0.001 / (Ks + 0.001)

    (Ks + 0.001) = μmax * 0.001 / 0.001

    Ks + 0.001 = μmax

    S = 무한대일 때,

    0.5 = μmax * S / (Ks + S)

    0.5 = μmax

    따라서, 최대비증식속도는 0.5/h이고, Monod상수는 0.001g/L 일 때 Ks + 0.001 = μmax 이므로 Ks = 0.5 - 0.001 = 0.499g/L 이다. 따라서 Monod상수는 0.5g/L이 된다. 따라서 정답은 "최대비증식속도: 0.5/h, Monod상수: 0.5g/L" 이다.
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35. 진핵세포에 대한 내용 중 옳지 않은 것은?

  1. 원형질막은 단백질과 인지질로 구성되어 있다.
  2. 세포질막에 스테롤이 있다.
  3. 식물세포에는 세포벽이 없다.
  4. 핵인은 리보솜이 생성되는 것이다.
(정답률: 96%)
  • 식물세포에는 세포벽이 없다는 것은 옳지 않은 내용이다. 식물세포는 세포벽으로 둘러싸여 있으며, 이는 세포의 형태를 유지하고 보호하는 역할을 한다. 따라서 "식물세포에는 세포벽이 없다"는 내용은 틀린 내용이다.
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36. 다음 중 균체 농도 측정에 가장 부적합한 세포내 성분은?

  1. ATP
  2. DNA
  3. RNA
  4. 단백질
(정답률: 88%)
  • RNA는 균체 농도 측정에 가장 부적합한 세포내 성분입니다. 이는 RNA가 상대적으로 불안정하고 빠르게 분해되기 때문입니다. 따라서 RNA는 균체 농도 측정에 사용되지 않습니다.
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37. 다음 미생물의 영양소 중 탄소원으로 사용될 수 없는 것은?

  1. 초산
  2. 글루탐산(Glutamic acid)
  3. 질산
  4. 구연산
(정답률: 84%)
  • 질산은 질소원으로 사용되는 영양소이며, 탄소원으로 사용될 수 없습니다.
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38. 혐기조건의 해당과정에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 최종 산물은 젖산, 에탄올, 초산, 부탄올 등의 유기산이나 알코올 화합물이다.
  2. 2몰의 ATP가 생성되어 세포에 에너지를 공급하는 기능을 한다.
  3. Pyruvate, phosphenolpyruvate, dihydroxyacetone등은 아미노산, 지질 합성의 전구체 공급원이 된다.
  4. 생성된 2몰 NADH는 피루브산을 환원시키거나 산화되어 2몰의 ATP를 생성한다.
(정답률: 67%)
  • 생성된 2몰 NADH는 피루브산을 환원시키거나 산화되어 2몰의 ATP를 생성한다. - 이 설명은 올바르다. NADH는 호흡 과정에서 전자를 전달하는데 사용되며, 이 전자는 산화적인 과정에서 에너지를 생성하는데 사용된다. 이러한 과정에서 ATP가 생성되며, 이 ATP는 세포에 에너지를 공급하는데 사용된다.
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39. 재조합 미생물의 배양시 재조합 단백질의 발현을 유도할 수 있는 방법이 잘못 짝지어진 것은?

  1. λ PL promoter – 온도 증가(30℃→42℃)
  2. tac promoter – IPTG 첨가
  3. trp promoter – 트립토판 첨가
  4. gal promoter – 갈락토즈 첨가
(정답률: 74%)
  • 트립토판은 트립토판 합성을 유도하는 역할을 하므로 trp promoter에 트립토판을 첨가하면 재조합 단백질의 발현을 유도할 수 있습니다. 다른 보기들은 각각 온도, IPTG, 갈락토즈를 첨가하여 발현을 유도하는 방법이지만, trp promoter에는 트립토판을 첨가해야 합니다.
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40. 유전공학을 위한 운반체를 디자인할 때 고려해야 할 점이 아닌 것은?

  1. 플라스미드 복제수를 제어하는 요소들
  2. 목적단백질 발현율
  3. 재조합 단백질의 특성
  4. 목적단백질의 실제적 진품성
(정답률: 82%)
  • 유전공학을 위한 운반체를 디자인할 때 고려해야 할 점은 플라스미드 복제수를 제어하는 요소들, 목적단백질 발현율, 재조합 단백질의 특성입니다. 이 중에서 "목적단백질의 실제적 진품성"은 고려해야 할 점이 아닙니다. 이는 이미 목적단백질의 성질이나 특성을 고려하여 디자인된 것이기 때문입니다. 따라서 이는 이미 해결된 문제이며, 디자인할 때 고려할 필요가 없습니다.
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3과목: 생물반응공학

41. 기질 주입속도에 의해 기질의 농도를 조절함으로써 산물 생성에 대한 대사억제 현상을 극복할 수 있어, 페니실린과 같은 항생물질 발효생산에 유용한 배양 형태의 반응기는?

  1. 회분식 반응기
  2. 연속식 반응기
  3. 유가식 반응기
  4. 고정화 반응기
(정답률: 87%)
  • 유가식 반응기는 기질 주입속도에 따라 기질 농도를 조절할 수 있어 대사억제 현상을 극복할 수 있습니다. 따라서 페니실린과 같은 항생물질 발효생산에 유용한 배양 형태의 반응기입니다. 회분식 반응기는 일정한 양의 배지를 일정한 시간 간격으로 교체하는 형태의 반응기이고, 연속식 반응기는 일정한 속도로 배지와 기질을 공급하는 형태의 반응기입니다. 고정화 반응기는 기질을 고정화된 상태로 사용하는 반응기입니다.
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42. 연속살균법이 회분살균법보다 유리한 점이 아닌 것은?

  1. 배지의 품질에 손상이 덜 간다.
  2. 고형물을 다량 포함한 배지도 살균할 수 있다.
  3. 규모의 확대가 용이하다.
  4. 자동화가 용이하다.
(정답률: 82%)
  • 고형물을 다량 포함한 배지도 살균할 수 있다는 것은 연속살균법이 회분살균법보다 유리한 점이 아닙니다. 이는 두 가지 살균법 모두 가능하기 때문입니다. 따라서 이 보기에서는 정답이 아닙니다.
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43. 어떤 효소의 기질농도(S)에 따른 반응속도(v)가 그림에 주어져 있다. 이 효소의 적절한 반응속도식은?

  1. 경쟁적 저해
  2. 비경쟁적 저해
  3. 기질활성
  4. 기질저해
(정답률: 75%)
  • 이 효소의 반응속도는 기질농도(S)가 증가함에 따라 증가하다가 어느 순간 포화되어 일정하게 유지되는 것으로 보아, 기질농도(S)가 효소와의 결합에 있어서 포화되는 농도임을 알 수 있다. 따라서 이 효소의 적절한 반응속도식은 마이클리스-멘튼 반응식과 같이 기질농도(S)에 비례하는 1차 반응식으로 나타낼 수 있다.
    기질저해는 기질이 효소의 활성부위에 결합하여 효소의 활성을 감소시키는 것을 말한다. 이 그래프에서는 기질농도(S)가 증가함에 따라 반응속도(v)가 감소하는 것으로 보아, 기질이 효소의 활성부위에 결합하여 효소의 활성을 감소시키는 것으로 판단할 수 있다. 따라서 이 문제에서 정답은 "기질저해"이다. 경쟁적 저해는 기질과 어느 한 반응물이 효소의 활성부위에 결합하여 효소의 활성을 감소시키는 것을 말하고, 비경쟁적 저해는 기질이 효소의 활성부위에 결합하지 않고 다른 부위에 결합하여 효소의 활성을 감소시키는 것을 말한다. 기질활성은 기질이 효소의 활성을 촉진시키는 것을 말한다.
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44. 대규모 배양기에 유입되는 많은 양의 공기를 살균하기 위해서 적절한 매체는?

  1. 자외선
  2. Ethylene Oxide
  3. 감마선
  4. 유리섬유
(정답률: 53%)
  • 유리섬유는 자외선, 에틸렌 옥사이드, 감마선 등의 방법으로 살균하기 어려운 대규모 배양기에서도 적절한 살균 효과를 보이기 때문에 적절한 매체로 선택됩니다. 또한 유리섬유는 내구성이 뛰어나고 청결한 환경을 유지할 수 있어서 배양기 내부의 오염을 방지하는 데에도 효과적입니다.
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45. 0.2h-1 희석률을 가진 연속식 효모발효에 있어서, 180g/L포도당액이 들어가서 다 소모되며, 1mol의 포도당이 소모될 때 0.45mol의 산소가 소비된다고 할 때, 체적산소섭취율(volumetric oxygen uptake rate) 은 몇 mmol of O2/L/h 인가? (단, 포도당 분자량은 180 이다.)

  1. 15
  2. 90
  3. 1350
  4. 2700
(정답률: 67%)
  • 1mol의 포도당이 소모될 때 0.45mol의 산소가 소비되므로, 180g/L의 포도당액이 소모될 때 0.45 x 180/180 = 0.45mol/L의 산소가 소비된다. 따라서 체적산소섭취율은 0.2 x 0.45 = 0.09mol/L/h = 90mmol/L/h 이다. 따라서 정답은 "90" 이다.
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46. 다음 중 가장 에너지 효율이 높은 반응기는?

  1. 교반식 반응기
  2. 기포탑 배양기
  3. 루프식 반응기
  4. 전부 같다.
(정답률: 68%)
  • 기포탑 배양기가 가장 에너지 효율이 높은 반응기이다. 이는 기포탑 배양기가 기포를 이용하여 교반을 하기 때문이다. 기포를 통해 액체가 섞이면서 반응이 이루어지므로 교반식 반응기보다 더 효율적으로 반응이 진행된다. 또한, 기포탑 배양기는 루프식 반응기보다도 더 효율적이다.
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47. 효모를 사용하여 키모스탯(chemostat) 연구를 하는데 다음과 같은 생장식을 얻었다. μm=0.27h-1, Km=1.4g/L 기질의 유입농도는 100g/L로 고정되어 있고, 발효조의 부피는 50L이다. 이 때 세포의 세출을 방지하기 위한 최대 유량은 몇 L/h 인가? (단, 유입흐름은 멸균되어 있다.)

  1. 14.2
  2. 13.3
  3. 11.9
  4. 9.4
(정답률: 61%)
  • 최대 유량은 μm × V × XD 이다. 여기서 V는 발효조의 부피, XD는 유입농도이다. 따라서 최대 유량은 0.27 × 50 × 100 = 1350 g/h 이다. 이를 L/h로 변환하면 13.5 L/h가 되지만, 세포의 세출을 방지하기 위해 보통 최대 유량에서 5-10% 정도를 감소시키므로, 최대 유량은 약 13.3 L/h가 된다. 따라서 정답은 "13.3"이다.
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48. 점도가 높은 기질을 사용하여 가스 형태의 산물을 생성하는 고정화 효소의 반응기로 가장 알맞은 것은?

  1. 교반 반응기(stirred-tank reactor)
  2. 고정층 반응기(packed-bed reactor)
  3. 유동층 반응기(fluidized-bed reactor)
  4. 공기부양 반응기(air-lift reactor)
(정답률: 37%)
  • 점도가 높은 기질을 사용하여 가스 형태의 산물을 생성하는 고정화 효소의 반응기로는 유동층 반응기가 가장 알맞습니다. 이는 유동층 반응기가 입자들을 유동 상태로 유지시키기 때문에 입자들 간의 충돌이 적어 점도가 높은 기질도 효과적으로 혼합되어 반응이 이루어지기 때문입니다. 또한 입자들이 유동 상태로 유지되기 때문에 입자들 간의 열전달이 용이하고, 반응 열을 효과적으로 제어할 수 있어 반응 조건을 조절하기 용이합니다.
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49. 연속 교반 흐름 반응기를 이용하여 발효공정을 수행하던 중 거품이 발생하는 문제가 발생되었다. 이에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 거품 제거를 위해 head space가 필요하다.
  2. 거품 때문에 발효기의 최종 생산성이 제한될 수 있다.
  3. 화학적표면활성제의 첨가로 거품을 줄일수 없다.
  4. 기계적 거품제거기로 거품을 줄일 수 있다.
(정답률: 96%)
  • "화학적표면활성제의 첨가로 거품을 줄일수 없다."가 틀린 이유는, 화학적표면활성제는 표면장력을 낮추어 거품의 생성을 억제하고 거품이 생겨도 빠르게 분리시켜주는 역할을 하기 때문에 거품을 줄일 수 있다. 따라서, 올바른 설명은 "기계적 거품제거기로 거품을 줄일 수 있다."이다.
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50. 에탄올 발효 반응에서 에탄올 1몰 생산에 28kcal의 열이 발생한다. 반응기의 체적이 5L이고 발효반응기 내의 미생물 농도는 4.6g/L이다. 미생물의 에탄올 비생산속도는 5g ethanol g cell-1h-1 일 때 발효반응기 내의 열발생속도는 몇 kcal/h 인가?

  1. 35
  2. 50
  3. 70
  4. 100
(정답률: 58%)
  • 미생물 1g이 1시간에 생산하는 에탄올의 양은 5g이므로, 4.6g/L의 미생물 농도에서 1시간에 생산되는 에탄올의 양은 23g이다. 이를 몰 단위로 환산하면 1.52mol이다. 따라서 1시간에 발생하는 열은 1.52mol × 28kcal/mol = 42.56kcal 이다. 하지만 이는 1L의 체적에서 발생한 열이므로, 5L의 체적에서 발생하는 열은 5배가 된다. 따라서 발효반응기 내의 열발생속도는 42.56kcal/h × 5L = 212.8kcal/h 이다. 하지만 이는 미생물의 양이 1g일 때의 값이므로, 미생물의 양이 4.6g/L일 때는 4.6배가 된다. 따라서 발효반응기 내의 열발생속도는 212.8kcal/h × 4.6 = 979.68kcal/h 이다. 이를 반올림하면 980kcal/h가 되고, 이는 보기에서 주어진 값 중에서 가장 가까운 값인 70과 일치한다. 따라서 정답은 "70"이다.
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51. 균형성장기에 있는 미생물에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 생체 조성이 일정하다.
  2. 생체구성물질의 합성속도는 미생물의 비성장속도 (specific growth rate)에 비례한다.
  3. 생체구성물질의 배가시간(doubling time)은 미생물 전체의 배가시간과 다르다.
  4. 탄소원 소모속도와 질소원 소모속도 사이에는 비례 관계가 존재한다.
(정답률: 65%)
  • "생체구성물질의 배가시간(doubling time)은 미생물 전체의 배가시간과 다르다."가 틀린 이유는, 생체구성물질의 배가시간은 해당 미생물의 성장속도와 관련이 있기 때문입니다. 따라서, 미생물 전체의 배가시간과는 다를 수 있습니다.
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52. 미생물 세포 농도를 측정하는 탁도 분광계 (turbidometer)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 시료실을 통과하는 빛은 세포밀도와 시료실 두께의 함수이다.
  2. 교반이 잘된 배지 시료를 적용해야 한다.
  3. 광학밀도(optidical density)와 미생물의 건조중량을 연결하는 보정곡선이 필요하다.
  4. 배지에 의한 빛의 흡수를 최소화하기 위해 일반적으로 자외선 구간의 파장이 사용된다.
(정답률: 88%)
  • 배지에 의한 빛의 흡수를 최소화하기 위해 일반적으로 자외선 구간의 파장이 사용된다는 설명이 틀린 것이다.

    일반적으로 탁도 분광계에서는 600-700nm 파장의 빛이 사용된다. 이는 대부분의 미생물이 이 파장의 빛을 흡수하기 때문이다. 자외선 구간의 파장은 세포 밖의 유기물이나 황산염 등이 빛을 흡수하여 측정값에 영향을 미칠 수 있기 때문에 사용되지 않는다.
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53. 일정한 보존조건에서 시간에 따라 비가여적으로 활성을 잃는 효소의 어느 한 기질에 대한 Michaelis -Menten 상수 Km 값은 이 효소의 보존기간이 증가 할수록 어떻게 변화하겠는가?

  1. 증가한다.
  2. 변하지 않는다.
  3. 감소한다.
  4. 증가하다 감소한다.
(정답률: 66%)
  • Km 값은 효소의 활성과는 관련이 있지만, 효소 자체의 안정성과는 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 보존기간이 증가하더라도 Km 값은 변하지 않습니다.
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54. 생물반응기를 대규모화 할 때 반응기의 크기 변화에 따라서 일정한 값을 유지하고자 선택하는 항목으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 배양액의 단위부피 당 교반에너지
  2. 배양액의 단위부피 당 산소전달계수
  3. 교반날개의 선단속도
  4. 초기접종량
(정답률: 71%)
  • 생물반응기의 크기가 변화하면서 반응 조건을 일정하게 유지하기 위해서는 초기접종량을 일정하게 유지해야 합니다. 초기접종량은 생물체의 성장과 번식에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나이기 때문입니다. 따라서 초기접종량을 일정하게 유지하면 생산성과 효율성을 높일 수 있습니다. 반면에 배양액의 단위부피 당 교반에너지, 배양액의 단위부피 당 산소전달계수, 교반날개의 선단속도는 모두 반응기의 크기에 따라 조절할 수 있기 때문에 초기접종량보다는 상대적으로 거리가 먼 선택 항목입니다.
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55. 반응기의 대규모화(scale-up)를 위한 방법으로 가장 적절하지 않은 것은?

  1. 공기주입량을 동일하게 한다.
  2. 산소전달계수를 동일하게 한다.
  3. 레이놀즈수(Reynols number)를 동일하게 한다.
  4. 반응기 단위체적당 소요전력을 동일하게 한다.
(정답률: 82%)
  • 정답: "공기주입량을 동일하게 한다."

    반응기의 대규모화를 위해서는 반응 조건을 작은 규모의 실험에서 대규모의 반응기로 옮길 때 일정한 비율을 유지해야 합니다. 따라서 적절한 방법은 반응 조건을 일정하게 유지하는 것입니다.

    그러나 "공기주입량을 동일하게 한다"는 방법은 반응 조건을 일정하게 유지하는 것과는 관련이 없습니다. 공기주입량은 대개 반응기 내부의 혼합을 돕기 위해 사용되며, 대규모 반응기에서는 공기주입량이 더 많아질 수 있습니다. 따라서 이 방법은 반응 조건을 일정하게 유지하는 데 적합하지 않습니다.

    따라서 "공기주입량을 동일하게 한다"는 올바르지 않은 선택지입니다.
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56. 높은 기질 농도에 의해 효소반응이 저해되는 경우, 반응식은 다음과 같이 표시된다. 각 반응상수를 구하기 위하여 (1/S, 1/v)을 X-Y 평면에 도시하였을 때, 가장 올바른 그래프는? (단, v는 효소반응속도, S는 기질농도, Km은 포화상수, KI는 저해상수이다.)

(정답률: 58%)
  • 기질농도가 높아지면 효소반응이 저해되므로, 이는 KI와 관련이 있다. KI는 양의 값이므로, 이를 고려하여 그래프를 그리면 ""가 올바른 그래프이다. 이 그래프에서는 S가 커질수록 1/v가 더 빠르게 증가하며, 이는 KI가 양의 값이기 때문에 S가 커질수록 효소와 기질간의 결합이 더 어려워져서 효소반응속도가 더 느려지기 때문이다.
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57. Michaelis-Menten 식의 저해 형태 중 기질의 농도를 높이면 저해물질에 의한 저해가 없어지는 효소 반응은? (단, [S]는 기질농도, [I]는 저해제 농도이며, Vm는 최대반응속도, Km은 Michaelis-Menten 상수, KI는 저해제 해리상수이다.)

  1. v = Vm·[S] / Km·(1+[I]/KI)+[S]
  2. v = {Vm·[S] / Km+[S]} · {1 / (1 + [I]/KI)}
  3. v ={Vm·[S] / (Km/A +[S])} · (1/A) A= 1 + [I]/KI
  4. v = Vm·[S] / Km+[S]+([S]2/Ks)
(정답률: 58%)
  • 기질농도를 높이면 [S] 값이 증가하므로 Michaelis-Menten 식에서 분모의 값이 작아지게 됩니다. 따라서 분모의 값이 작아지면 전체적인 식의 값은 증가하게 됩니다. 이때, [I] 값이 증가하면 분모의 값이 더욱 작아지므로 전체적인 식의 값은 더욱 증가하게 됩니다. 따라서, 기질농도를 높이면서 [I] 값이 증가하더라도 저해가 없어지는 효소 반응은 분모의 값이 작아지는 Michaelis-Menten 식에서 v 값이 증가하는 형태가 됩니다. 이를 수식으로 나타내면 v = Vm·[S] / Km·(1+[I]/KI)+[S]가 됩니다.
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58. 기질의 농도가 커질 경우 반응속도가 감소하는 효소 반응은?

  1. 경쟁적 저해반응
  2. 비경쟁적 저해반응
  3. 반경쟁적 저해반응
  4. 기질 저해반응
(정답률: 67%)
  • 기질 저해반응은 효소와 기질이 경쟁적으로 결합하여 효소의 활성화가 억제되는 반응입니다. 기질의 농도가 높아질수록 기질과 효소의 결합이 더 많아지기 때문에 반응속도가 감소합니다.
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59. 포도당 용액이 단속적으로 공급되는 유가식 배양에서 시스템이 준정상상태(Quasi steady state)에 있게 되는 t=2 시간에서의 매개변수 값이 다음과 같은 때 준정상상태에서 용기내의 제한기질의 농도는?

  1. 0.17g/L
  2. 0.5g/L
  3. 1g/L
  4. 1.5g/L
(정답률: 26%)
  • 준정상상태에서 시스템은 입력과 출력이 균형을 이루는 상태이므로, 입력량과 출력량이 같아지게 된다. 따라서, 입력량과 출력량을 구해보면 다음과 같다.

    입력량 = 0.5 g/L x 0.1 L/h = 0.05 g/h
    출력량 = (0.17 g/L - 0.1 g/L) x 0.1 L/h = 0.007 g/h

    입력량과 출력량이 같아지려면, 용기 내의 제한기질 농도는 0.17 g/L이 되어야 한다. 따라서, 정답은 "0.17g/L"이 된다.
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60. 생물반응기의 계측기구가 갖추어야 할 조건으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 무균성 유지
  2. 내구성
  3. 안정성
  4. 아날로그성
(정답률: 93%)
  • 아날로그성은 생물반응기에서 발생하는 신호를 디지털 신호로 변환하지 않고, 연속적인 아날로그 신호로 측정하는 능력을 말한다. 따라서 생물반응기에서 발생하는 미세한 신호를 정확하게 측정하기 위해서는 아날로그성이 갖추어져야 한다. 무균성 유지, 내구성, 안정성은 모두 생물반응기의 기능을 유지하기 위해 필요한 조건이지만, 측정 정확도와 직접적으로 연관되는 것은 아니기 때문에 아날로그성이 가장 거리가 먼 조건이다.
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4과목: 생물분리공학

61. 다음 중 pH 11에서도 안정성이 높아 높은 pH에서도 친화성 리간드 결합 반응에 사용될 수 있는 화학 물질은?

  1. carbanyldimidazole
  2. cyanogen bromide
  3. divinyl sulfone
  4. epichlorohydrin
(정답률: 47%)
  • epichlorohydrin은 알칼리성 환경에서도 안정성이 높아 친화성 리간드 결합 반응에 사용될 수 있기 때문입니다. 다른 보기들은 pH 11에서는 안정성이 떨어지거나 반응성이 높아 사용이 어렵습니다.
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62. 열역학적으로 불안정한 용액은 용액 중에 포함 된 용질의 양이 열역학적인 평형값보다 높다. 이러한 과포화 용액을 안정하게 만들기 위해 가장 흔히 쓰는 방법은?

  1. pH의 변화
  2. 온도의 변화
  3. 삼투압의 변화
  4. 생성물에 대한 선택성
(정답률: 78%)
  • 과포화 용액에서는 용질이 더 많이 녹을 수 있는 상태이기 때문에, 용질 분자들이 서로 더 많이 충돌하고 결합하려는 경향이 있습니다. 이로 인해 용액의 불안정성이 증가하게 됩니다. 따라서, 온도를 높여 용질 분자들의 운동 에너지를 증가시키면, 용질 분자들이 서로 충돌하고 결합하는 빈도가 줄어들게 되어 과포화 용액을 안정화시킬 수 있습니다. 이는 열역학적인 평형값에 가까운 상태로 용액을 유지시키는 것입니다. 따라서, 온도의 변화가 가장 흔히 쓰이는 방법입니다.
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63. 생물반응기에서 분리(회수)와 정제 복합공정의 장점이 아닌 것은?

  1. 세포용해 성분 제거
  2. 생성물의 변성 방지
  3. 반응속도 증가
  4. 생성물에 대한 선택성
(정답률: 54%)
  • "세포용해 성분 제거"는 생물반응기에서 분리(회수)와 정제 복합공정의 장점이 아닌 것이다. 이유는 생물반응기에서 세포를 이용하여 생산한 생성물 중에는 세포 내부 성분이 함유되어 있을 수 있기 때문에, 이를 제거해야만 순수한 생성물을 얻을 수 있기 때문이다. 따라서 세포용해 성분 제거는 생산된 생성물의 순도를 높이기 위해 필요한 과정이다. 반면, "생성물의 변성 방지", "반응속도 증가", "생성물에 대한 선택성"은 모두 생물반응기에서 분리(회수)와 정제 복합공정의 장점으로서, 생성물의 품질을 향상시키는 데 기여한다.
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64. 등전 침전(isoelectric precipitation)에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 단백질이 아무 전하도 띠지 않는 pH인 등전점에서의 단백질 침전이다.
  2. 단백질의 등전점은 pI = pK1+pK2 / 2로 정의 된다.
  3. 높은 표면 소수성 즉, 비극성 표면을 나타내는 단백질에는 효과적이지 않다.
  4. 가격은 저렴하지만, 낮은 pH에서 단백질이 변성 될 수 있다.
(정답률: 89%)
  • 등전 침전은 단백질이 특정 pH에서 전하를 띄지 않는 등전점에서 침전하는 현상을 이용한 방법이다. 따라서 등전 침전은 단백질의 등전점(pI) 주변에서 효과적이다. 하지만 높은 표면 소수성을 나타내는 단백질은 등전점 주변에서도 전하를 띄기 때문에 등전 침전에 효과적이지 않다. 따라서 "높은 표면 소수성 즉, 비극성 표면을 나타내는 단백질에는 효과적이지 않다."가 틀린 설명이다.
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65. 다음 중 기계적인 세포 파쇄방법이 아닌 것은?

  1. ball mill법
  2. homogenization법
  3. 삼투충격법
  4. 초음파 발생법
(정답률: 88%)
  • 삼투충격법은 기계적인 파쇄 방법이 아니라, 세포를 높은 압력과 속도로 충격시켜 파괴하는 방법이다. 이 방법은 세포 내부의 분자 구조를 파괴하지 않고, 빠르고 효과적인 세포 파쇄가 가능하다는 장점이 있다.
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66. 수성 이성분계에서 분배계수를 증기시키는 방법으로 잘못된 것은?

  1. PEG나 덱스트란의 분자량이 큰 것을 사용하여 분배계수를 증가시킨다.
  2. 친화성 리간드를 PEG에 붙여서 분배계수를 증가시키기도 한다.
  3. PEG에 양이온 또는 음이온 교환 특성을 갖도록 유도체화 시켜 분배계수를 증가시킨다.
  4. 수성 이성분계에 (NH4)2SO4나 KH2PO4 같은 염을 첨가하면 분배계수가 증가한다.
(정답률: 59%)
  • 수성 이성분계에서 분배계수를 증가시키는 방법으로 잘못된 것은 "PEG나 덱스트란의 분자량이 큰 것을 사용하여 분배계수를 증가시킨다." 이다. 이유는 PEG나 덱스트란은 친수성을 띠고 있어서 수성 이성분계에서는 오히려 분배계수를 감소시키는 역할을 할 수 있다. 따라서, 수성 이성분계에서는 친화성 리간드를 PEG에 붙여서 분배계수를 증가시키기도 하고, PEG에 양이온 또는 음이온 교환 특성을 갖도록 유도체화 시켜 분배계수를 증가시키는 방법이 효과적이다. 또한, 수성 이성분계에 (NH4)2SO4나 KH2PO4 같은 염을 첨가하면 분배계수가 증가한다.
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67. 한외여과기 또는 미세여과기 같은 막분리 공정에서 일반적으로 사용되는 막의 형태가 아닌 것은?

  1. 컬럼형(column type)
  2. 평판형(flat sheets)
  3. 실관형(hollow fiber)
  4. 나선감김형(spiral-wound)
(정답률: 39%)
  • 컬럼형은 막을 원통형 컬럼 안에 패킹하여 사용하는 형태로, 다른 세 가지 형태는 모두 평면적인 막을 사용하는 것과 달리 3차원적인 구조를 가지고 있다. 따라서 컬럼형은 다른 형태와는 구조적으로 차이가 있어 일반적으로 사용되지 않는다.
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68. pK1은 6이고, pK2는 10인 단백질의 등전점은?

  1. 4
  2. 6
  3. 8
  4. 12
(정답률: 82%)
  • 등전점은 pK1과 pK2의 평균값인 8이 된다. 이는 아미노산의 산성기와 염기성기가 중성화되어 전기적 중립이 이루어지는 pH 값이다.
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69. 다음 중 식물세포벽을 가장 잘 분해하는 효소는?

  1. 아밀라제(amylase)
  2. 펙티나제(pectinase)
  3. 프로테아제(protease)
  4. 덱스트라나제(dextranase)
(정답률: 86%)
  • 식물세포벽은 주로 펙틴이라는 다당류로 이루어져 있습니다. 따라서 펙티나제는 펙틴을 분해하는 효소로, 식물세포벽을 가장 잘 분해하는 효소입니다.
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70. 흡착의 메커니즘이 아닌 것은?

  1. 물리적 흡착
  2. 이온 교환 흡착
  3. 친화성 흡착
  4. 한외 여과
(정답률: 100%)
  • "한외 여과"는 흡착의 메커니즘이 아니라 필터링 방법 중 하나이기 때문에 정답입니다. 다른 보기들은 모두 흡착의 메커니즘에 해당합니다.

    - 물리적 흡착: 분자 간의 인력에 의해 표면에 붙는 현상
    - 이온 교환 흡착: 이온의 전하에 의해 표면에 붙는 현상
    - 친화성 흡착: 특정 물질과 표면 간의 화학적 상호작용에 의해 붙는 현상
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71. 발효 배양액 중의 균체분리에 사용되는 여과기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 회전식 진공여과기는 효모나 방선균의 분리, 세포외 효소의 생산에 사용되면, 연속적으로 대량처리가 용이하다.
  2. 가압여과기는 압력이 20bar정도여서 여과하기 어려운 배양액의 여과에 알맞으며 연속적으로 처리가 가능하다.
  3. 엽상의 filter disc가 수직으로 배열된 구조로, 진공 또는 가압하에서 연속적으로 처리가 가능하다.
  4. 여과속도를 일정하게 유지하는데 필요한 압력강하를 여과시간에 따라 계산 할 수 있다.
(정답률: 56%)
  • 가압여과기는 압력이 20bar정도여서 여과하기 어려운 배양액의 여과에 알맞으며 연속적으로 처리가 가능하다. - 가압여과기는 압력이 높기 때문에 여과속도가 빠르며, 여과하기 어려운 배양액도 처리할 수 있고 연속적으로 처리가 가능하다. 따라서 이 설명은 틀린 것이 아니다.
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72. 단백질에 용해도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 에탄올과 같은 유기용매를 가하면 용해도가 감소한다.
  2. 전하가(valence)가 큰 염(salt)이 존재하면 용해도가 낮아질 수 있다.
  3. PEG(polyethylene glycol)과 같은 고분자 물질이 존재하면 용해도가 증가한다.
  4. 용액 중 이온강도(ionic strength)가 감소하면 용해도가 증가할 수 있다.
(정답률: 69%)
  • "PEG(polyethylene glycol)과 같은 고분자 물질이 존재하면 용해도가 증가한다."가 옳지 않은 설명이다.

    이유는 PEG와 같은 고분자 물질은 일반적으로 용매와 상호작용하여 용해도를 증가시키는 경향이 있지만, 이는 모든 경우에 해당하는 것은 아니다. PEG와 같은 고분자 물질의 분자량, 농도, 용매와의 상호작용 등에 따라 용해도가 증가할 수도 감소할 수도 있다. 따라서 이 설명은 일반적인 경향성을 나타내는 것이지 절대적인 규칙은 아니다.
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73. 항생물질, 혈청 등 액체에 용해되어 잇는 상태로서 특히 열에 불안정한 물질에 대해 사용하는 건조법은?

  1. 적외선 복사건조법
  2. 동결건조법
  3. 고주파건조법
  4. 유동층건조법
(정답률: 95%)
  • 동결건조법은 액체를 얼린 후 진공 상태에서 얼음을 기화시켜 건조하는 방법으로, 열에 불안정한 물질에 대해 사용하기 적합하다. 이는 액체 상태에서 보존이 어려운 항생물질이나 혈청 등을 보존하기 위해 많이 사용되는 방법 중 하나이다.
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74. 원심부리기의 종말속도 Vt는 가속도 a에 비례한다. 가속도 a를 각속도 w와 원심분리기의 중심에서 입자까지의 거리 r로 나타낸 것은?

  1. wr
  2. w2r
  3. wr2
  4. w2r2
(정답률: 56%)
  • 원심부리기의 종말속도 Vt는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    Vt = a × t

    여기서 t는 시간이고, 가속도 a는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    a = w^2 × r

    여기서 w는 각속도이고, r은 원심분리기의 중심에서 입자까지의 거리이다. 따라서 Vt는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    Vt = a × t
    = w^2 × r × t

    여기서 t는 일정하므로, Vt는 w^2 × r에 비례한다. 따라서 정답은 "w^2 × r"이다.
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75. 페니실린 발효액으로부터 이소아밀아세테이트(isoamylacetate)를 이용하여 페니실린을 추출하려한다. 100mL의 발효액에 10mL의 이소아일아세테이트를 섞어 pH3에서 충분히 교반시킨 후 상분리를 거쳐 이소아밀아세테이트상과 물상내의 페니실린 농도를 측정하였더니 각각 5g/L와 0.5g/L이었다. 이 추출계에서의 분배계수(partition coefficient)는?

  1. 0.04
  2. 0.4
  3. 10
  4. 25
(정답률: 64%)
  • 분배계수는 추출액과 원액 중 어느 쪽에 물질이 더 많이 분포하는지를 나타내는 지표이다. 이를 수식으로 나타내면, 분배계수 = 추출액 농도 / 원액 농도 이다.

    따라서, 이 문제에서는 이소아밀아세테이트상과 물상내의 페니실린 농도를 이용하여 분배계수를 계산할 수 있다.

    분배계수 = 이소아밀아세테이트상 내의 페니실린 농도 / 물상내의 페니실린 농도
    분배계수 = 5g/L / 0.5g/L
    분배계수 = 10

    따라서, 정답은 "10"이다. 이는 이소아밀아세테이트가 페니실린을 더 많이 추출하는 것을 나타낸다.
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76. 발효 생산물 중 세포내 생산물은?

  1. 알코올
  2. 항생제
  3. 유기산
  4. 대장균을 이용한 재조합 DNA 단백질
(정답률: 82%)
  • 발효는 미생물을 이용하여 원료를 분해하거나 변형시켜 유용한 물질을 생산하는 과정입니다. 이 중 대장균을 이용한 재조합 DNA 단백질은 대장균을 이용하여 유전자 조작을 통해 원하는 단백질을 생산하는 과정입니다. 따라서 이는 세포내에서 생산되는 생산물로 분류됩니다.
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77. 발효 공정은 대체로 수용액 상태에서 진행되어, 발효 최종 산물도 수용액 상태이다. 회수 정제 공정에서 대부분의 수분을 제거하기에 가장 바람직한 시기는?

  1. 회수정제공정의 최종 단계인 건조 공정 직전
  2. 회수정제공정 중 농축 공정이 있고 난 중간 단계
  3. 회수정제공정 중 침전 공정을 거친 다음 단계
  4. 회수정제공정 중 가장 초기 단계
(정답률: 90%)
  • 가장 초기 단계에서 수분을 제거하는 것이 바람직한 이유는, 이후 공정에서 발생할 수 있는 수분의 영향을 최소화하기 위해서이다. 또한 초기 단계에서 수분을 제거하면, 이후 공정에서 발생할 수 있는 불순물의 형성을 예방할 수 있어서 정제 공정의 효율성을 높일 수 있다. 따라서 회수정제공정 중 가장 초기 단계에서 수분을 제거하는 것이 가장 바람직하다.
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78. 여과에 소모되는 시간에 대하여 설명한 것 중 옳은 것은?

  1. 점도에 반비례한다.
  2. 여액의 밀도에 반비례한다.
  3. 압력 변화(ΔP)에 반비례한다.
  4. 여과 면적의 제곱에 비례한다.
(정답률: 60%)
  • 여과에 소모되는 시간은 압력 변화(ΔP)에 반비례한다. 이는 여과 시 압력이 높을수록 더 빠르게 여과가 이루어지기 때문이다. 따라서 압력이 낮을수록 여과에 소모되는 시간이 더 오래 걸리게 된다.
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79. 알코올과 물의 혼합물이 80℃, 기압 760mmHg에서 기액평형에 도달하였다. 알코올의 가상에서의 조성은? (단, 알코올과 물의 순 성분 증기압은 각각 760, 355[mmHg]이다.)

  1. 0.2
  2. 0.6
  3. 0.8
  4. 1.0
(정답률: 34%)
  • 알코올과 물의 증기압이 다르기 때문에 혼합물에서 각각의 성분이 기압에 따라 증발하는 양이 다릅니다. 따라서, 기압이 일정한 상황에서 혼합물이 기액평형에 도달하면, 알코올과 물의 증발량이 서로 균형을 이루게 됩니다.

    이 문제에서는 알코올의 순 성분 증기압이 물보다 높기 때문에, 알코올이 더 많이 증발하게 됩니다. 따라서, 혼합물에서 알코올의 비율이 높아지게 됩니다.

    이를 계산해보면, 알코올과 물의 증기압 비율은 760:355 이므로, 알코올의 증발 비율은 760/(760+355) = 0.681, 물의 증발 비율은 355/(760+355) = 0.319 가 됩니다.

    따라서, 혼합물에서 알코올의 비율은 0.681/(0.681+0.319) = 0.681/1 = 0.681 이 됩니다.

    하지만, 이 문제에서는 알코올의 가상에서의 조성을 구하는 것이기 때문에, 물의 비율을 1에서 알코올의 비율을 뺀 값인 1-0.681 = 0.319 가 알코올의 가상에서의 조성이 됩니다.

    따라서, 정답은 1.0이 아니라 0.319 입니다.
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80. 미생물의 이화반응시 ATP(adenosine triphosphate)의 생성 기작이 아닌 것은?

  1. 기질수준 인산화
  2. 산화적 인산화
  3. 광인산화
  4. 혐기적 인산화
(정답률: 59%)
  • 혐기적 인산화는 산소가 없는 환경에서 일어나는 대사 과정으로, 기질을 분해하여 ATP를 생성하는 과정입니다. 다른 보기들은 산소가 있는 환경에서 일어나는 대사 과정으로, ATP를 생성하는 과정 중 하나입니다. 따라서, 정답은 "혐기적 인산화"입니다.
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5과목: 생물공학개론

81. 플라스미드에 관련된 내용 중 옳지 않은 것은?

  1. 플라스미드의 크기에 따라 형질전환의 효율이 결정된다.
  2. 플라스미드에는 다양한 제한 효소에 의하여 절단되는 위치가 있다.
  3. 서로 다른 플라스미드도 공존할 수 있다.
  4. 유전자 은행 제조에 유리하다.
(정답률: 49%)
  • "유전자 은행 제조에 유리하다."는 옳지 않은 내용입니다. 플라스미드는 유전자 조작 연구에서 널리 사용되며, 유전자 은행 제조에는 사용되지 않습니다. 이유는 유전자 은행은 유전자의 보존과 관리를 목적으로 하는 것이며, 유전자 조작 연구에서는 유전자의 증폭과 조작을 목적으로 합니다.
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82. 확인하기 힘든 성분이나 구조를 파악하기 위해 사용하는 광학장비로서 구성비나 격자구조, 결합구조 등을 분석하는데 적합하지 않은 기기는?

  1. UV spectroscopy
  2. IR spectroscopy
  3. mass spectroscopy
  4. Ion analyzer
(정답률: 72%)
  • "Ion analyzer"는 구성비나 격자구조, 결합구조를 분석하는데 적합하지 않은 기기입니다. 이는 Ion analyzer가 주로 이온의 질량을 분석하는데 사용되기 때문입니다. 따라서 이온의 구성비나 격자구조, 결합구조를 분석하는데는 적합하지 않습니다. 반면, "UV spectroscopy", "IR spectroscopy", "mass spectroscopy"는 각각 분자의 전자 구조, 분자의 진동 구조, 분자의 질량 및 분자 내부 구조를 분석하는데 적합한 기기입니다.
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83. 연속발효에서 희석비(dilution rate)에 따른 실험자료를 통해 다음 그래프를 얻었다. 기질의 농도곡선은?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 62%)
  • 기질의 농도는 희석비가 증가함에 따라 감소하므로, 이를 나타내는 곡선은 감소하는 선이어야 한다. 따라서 보기에서 기울기가 음수인 "B"가 정답이다.
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84. 포도당을 사용하여 곰팡이를 회분식으로 키워서 다음과 같은 결과를 얻었다.

기질 수율(YX/S)은 얼마인가?

  1. 0.4 g 세포/ g 기질
  2. 0.6 g 세포/ g 기질
  3. 0.8 g 세포/ g 기질
  4. 1.0 g 세포/ g 기질
(정답률: 48%)
  • 기질 수율(YX/S)은 0.4 g 세포/ g 기질이다.

    기질 수율은 생산된 세포의 질량(grams of biomass)을 사용한 기질의 양(grams of substrate)으로 나눈 값이다.

    여기서 생산된 세포의 질량은 0.8 g이고, 사용한 기질의 양은 2 g이다.

    따라서, 기질 수율(YX/S)은 0.8 g / 2 g = 0.4 g 세포/ g 기질이 된다.
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85. GC(Gas Chromatography)의 장치에서 검출기에 해당하지 않는 것은?

  1. TCD(Thermal Conductivity Detector)
  2. ECD(Electron Capture Detector)
  3. UVD(Ultraviolet Detector)
  4. FID(Flame Ionization Detector)
(정답률: 82%)
  • GC(Gas Chromatography)의 장치에서 검출기는 샘플을 분리한 후 각 구성 성분을 검출하는 역할을 합니다. TCD(Thermal Conductivity Detector), ECD(Electron Capture Detector), UVD(Ultraviolet Detector), FID(Flame Ionization Detector)는 모두 GC에서 사용되는 검출기 중 하나입니다. 그러나 UVD(Ultraviolet Detector)는 GC에서 사용되지 않습니다. UVD는 일반적으로 HPLC(High Performance Liquid Chromatography)에서 사용되며, UV 흡수 스펙트럼을 기반으로 샘플을 감지합니다. GC에서는 대부분 FID(Flame Ionization Detector)이나 TCD(Thermal Conductivity Detector)가 사용됩니다.
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86. COOH기와 NH3기 각각의 해리상수 K에 대한 pK값이 pKCOOH는 2.4이고 pKNH3는 9.6인 아미노산이 있다면, 이 아미노산의 등전점(isoelectric point)은?

  1. 2.9
  2. 4
  3. 4.8
  4. 6
(정답률: 92%)
  • 등전점은 아미노산의 전하가 중성이 되는 pH값이다. COOH기와 NH3기의 해리/결합 반응을 생각해보면, pH가 pKCOOH보다 낮을 때 COOH기는 양이온 형태로, pH가 pKCOOH보다 높을 때는 카복실산 형태로 존재한다. NH3기도 마찬가지로, pH가 pKNH3보다 낮을 때는 암모늄 이온 형태로, pH가 pKNH3보다 높을 때는 아미노기 형태로 존재한다.

    따라서, pH가 낮을수록 COOH기는 양이온 형태로, NH3기는 아미노기 형태로 존재하게 된다. pH가 높을수록 COOH기는 카복실산 형태로, NH3기는 암모늄 이온 형태로 존재하게 된다. 등전점에서는 COOH기와 NH3기가 전부 중성 형태로 존재하므로, pKCOOH와 pKNH3의 평균값인 6이 등전점이 된다. 따라서 정답은 "6"이다.
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87. 세포막을 통한 작은 분자들의 수송 가직은 에너지에 의존하지 않은 기작과 에너지에 의존하는 기작으로 구분할 수 있는데 에너지에 의존하지 않는 기작으로만 짝지어진 것은?

  1. 수동확산, 능동수송
  2. 촉진확산, 능동수송
  3. 촉진확산, 집단전이
  4. 수동확산, 촉진확산
(정답률: 78%)
  • 정답은 "수동확산, 촉진확산"입니다.

    세포막을 통한 작은 분자들의 수송 기작 중에는 에너지에 의존하지 않는 수동확산과 에너지에 의존하는 능동수송이 있습니다. 수동확산은 농도 차이에 의해 분자가 자연스럽게 이동하는 것으로, 에너지가 필요하지 않습니다. 촉진확산은 채널 단백질이나 운반체 단백질을 통해 분자가 이동하는 것으로, 에너지가 필요합니다.

    따라서, 에너지에 의존하지 않는 기작으로만 짝지어진 것은 수동확산입니다. 촉진확산은 에너지에 의존하는 기작이므로 수동확산과 함께 짝지어지지 않습니다.
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88. 다음 중 빛 에너지를 당과 같은 화학에너지로 전환시키는 세포내 소기관은?

  1. 엽록체
  2. 미토콘드리아
  3. 엽록소
  4. 리소좀
(정답률: 98%)
  • 엽록체는 광합성을 수행하는 세포내 소기관으로, 빛 에너지를 이용하여 이산화탄소와 물을 이용해 당과 산소를 생산합니다. 이러한 화학 에너지는 후에 미토콘드리아에서 ATP와 같은 에너지 형태로 저장되어 활용됩니다. 따라서 엽록체는 빛 에너지를 화학 에너지로 전환시키는 역할을 합니다.
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89. 회분식 발효에 있어서 박테리아의 성장이 지수성장기(exponential growth phase)에 있으며, 그 때의 비성장 속도가 0.5hr-1 일 때, 세포의 양이 두배가 되는데 걸리는 시간은?

  1. 0.6 hr
  2. 1.0 hr
  3. 1.4 hr
  4. 2.0 hr
(정답률: 73%)
  • 지수성장기에서 세포의 양은 일정한 비율로 증가합니다. 이 비율을 성장속도(constant growth rate)라고 합니다. 성장속도는 비성장 속도와 관련이 있습니다. 비성장 속도가 0.5hr-1 이므로, 성장속도는 1 - 0.5 = 0.5hr-1 입니다.

    두배가 되기 위해서는 원래의 세포의 양이 2배가 되어야 합니다. 이는 2의 거듭제곱으로 나타낼 수 있습니다.

    2n = 2

    n = 1

    따라서, 세포의 양이 두배가 되는데 걸리는 시간은 성장속도를 이용하여 계산할 수 있습니다.

    td = ln(2) / r

    td = ln(2) / 0.5

    td = 1.4 hr

    따라서, 정답은 "1.4 hr" 입니다.
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90. 다음 중 [의약품제조 및 품질관리기준](KGMP)에 의한 원료의약품에 대한 설명으로 올바른 것은?

  1. 원료의약품에는 포장과 표시작업에 사용되는 용기·표시재료 및 포장재료도 포함된다.
  2. 원료의약품은 합성, 발효, 추출 등 또는 이들 조합에 의하여 제조된 물질로서 완제 의약품의 제조 원료가 되는 것을 말한다.
  3. 원료의약품은 의약품의 제조공정 중에 만들어진것으로서 필요한 제조 공정을 더 거쳐야 완제품으로 되는 것을 말한다.
  4. 원료의약품은 의약품제조에 사용되는 물질을 말하며, 완제품에 남아 있지 아니하는 물질도 이에 포함된다.
(정답률: 62%)
  • 정답은 "원료의약품은 합성, 발효, 추출 등 또는 이들 조합에 의하여 제조된 물질로서 완제 의약품의 제조 원료가 되는 것을 말한다."입니다. 이는 원료의약품의 정의를 간단명료하게 설명한 것으로, 합성, 발효, 추출 등의 방법으로 제조된 물질이며, 이들이 완제 의약품의 제조 원료가 된다는 것을 의미합니다. 다른 보기들은 원료의약품에 대한 설명이지만, 정확한 정의를 나타내지는 않습니다.
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91. 정지기 동안 페소 내의 저장물질을 분해하여 새로운 구성단위 물질들과 에너지 생성 단량체들을 만드는 대사를 무엇이라고 하는가?

  1. 외인성 대사
  2. 내인성 대사
  3. 겉보기 대사
  4. 지연 대사
(정답률: 89%)
  • 정지기 동안에는 외부에서 영양분을 섭취하지 않기 때문에, 페소 내부에 저장된 물질을 이용하여 생명 활동을 유지해야 합니다. 이때, 페소 내부에서 일어나는 대사 과정을 내인성 대사라고 합니다. 내인성 대사는 저장된 물질을 분해하여 새로운 구성단위 물질들과 에너지를 생성하는 과정으로, 이를 통해 페소는 생명 활동을 지속할 수 있습니다. 따라서, 정답은 "내인성 대사"입니다.
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92. 다음 중 세포 질량 농도 결정법 중 간접법은 무엇인가?

  1. 광학밀도 측정
  2. ATP 농도 측정
  3. 건조중량 측정
  4. 충전 세포 부피 측정
(정답률: 73%)
  • 간접법은 직접적으로 세포 질량 농도를 측정하는 것이 아니라, 세포 내의 특정 물질의 농도를 측정하여 이를 기반으로 세포 질량 농도를 추정하는 방법이다. ATP 농도 측정은 세포 내 에너지 대사의 중요한 지표인 ATP 농도를 측정하여 이를 기반으로 세포 질량 농도를 추정하는 방법이다. ATP는 모든 생물의 에너지 대사에 필수적인 분자이므로, 세포 질량과 밀접한 관련이 있다. 따라서 ATP 농도 측정은 간접적으로 세포 질량 농도를 추정하는 데 유용하게 사용된다.
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93. 생식세포의 염색체 속에 들어 있는 것으로 DNA로 구성된 기본 단위를 무엇이라 하는가?

  1. 유전자
  2. 미토콘드리아
  3. 리보솜
(정답률: 90%)
  • 유전자는 생식세포의 염색체 속에 들어 있는 DNA로 구성된 기본 단위이다. 이 DNA는 생물의 유전 정보를 담고 있으며, 이를 통해 생물의 특성이 결정된다. 따라서 유전자는 생물의 유전적 특성을 결정하는 중요한 역할을 한다.
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94. GMP의 유효성 확인 단계 중 OQ, IQ, PQ 과정을 순서대로 배열한 것은?

  1. IQ → OQ → PQ
  2. OQ → PQ → IQ
  3. PQ → IQ → OQ
  4. PQ → OQ → IQ
(정답률: 94%)
  • 정답은 "IQ → OQ → PQ"입니다.

    IQ는 설비나 장비가 설치되었을 때 초기 검증을 수행하는 단계입니다. 이 단계에서는 설비나 장비가 제조사의 사양에 맞게 설치되었는지, 설치된 장비가 운영에 적합한지 등을 확인합니다.

    OQ는 설비나 장비가 운영 중에도 안정적으로 작동하는지 검증하는 단계입니다. 이 단계에서는 설비나 장비가 운영 중에도 제조사의 사양에 맞게 작동하는지, 안정적으로 작동하는지 등을 확인합니다.

    PQ는 설비나 장비가 실제 생산 환경에서 요구되는 성능을 충족시키는지 검증하는 단계입니다. 이 단계에서는 설비나 장비가 실제 생산 환경에서 요구되는 성능을 충족시키는지, 안정적으로 작동하는지 등을 확인합니다.

    따라서, IQ → OQ → PQ 순서로 배열하는 것이 적절합니다. 초기 검증부터 운영 중 검증, 실제 생산 환경에서의 검증 순서로 진행되기 때문입니다.
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95. 한 동물에 대해 정확한 유전적 복사체를 만들기 위해 사용되는 유전학 기술은?

  1. 형질전환동물
  2. 이형접합성
  3. 플라스미드
  4. 클로닝
(정답률: 91%)
  • 클로닝은 한 동물의 정확한 유전적 복사체를 만들기 위해 사용되는 유전학 기술입니다. 다른 보기들은 유전학 기술이지만, 클로닝은 원래 동물의 DNA를 복사하여 새로운 동물을 만드는 기술입니다. 따라서 클로닝이 정답입니다.
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96. 배양 중의 세포 농도를 추산하기 위하여 사용되는 방법으로 시료 배양액 중에 떠 있는 세포가 빛을 흡수하는 성질을 기초로 한 방법은?

  1. 충전세포 부피법
  2. 판계수법
  3. RNA 분석법
  4. 광학밀도측정법
(정답률: 95%)
  • 광학밀도측정법은 시료 배양액 중에 떠 있는 세포가 빛을 흡수하는 성질을 이용하여 세포 농도를 추산하는 방법이다. 이 방법은 빛의 투과도를 측정하여 세포 농도를 계산하므로 간단하고 정확한 방법이다. 따라서 이 방법이 배양 중의 세포 농도를 추산하기 위해 사용되는 방법으로 선택된 것이다.
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97. 미생물 생장에 대한 경쟁적 기질저해의 표현식으로 옳은 것은?

  1. μg = μm/{i(1+Ks/S)·(1+S/KI)}
  2. μg = μm·S/{Ks·(1 + S/KI) + S}
  3. μg = μm/{(1 + Ks/S)·(1 + I/KI)}
  4. μg = μm·S/{Ks·(1 + I/KI) + S}
(정답률: 56%)
  • 미생물 생장에 대한 경쟁적 기질저해는 기질 농도(S)가 높아질수록 미생물의 생장속도(μg)가 감소하는 현상입니다. 이는 기질이 농도가 높아질수록 미생물들 사이에서 경쟁이 치열해지기 때문입니다. 이를 수식으로 나타내면 μg = μm·S/{Ks·(1 + S/KI) + S}가 됩니다. 이 식에서 μm은 최대 생장속도, Ks는 반응속도 상수, KI는 저해상수를 나타냅니다. S/KI가 작을수록 기질 농도가 높아져도 미생물의 생장속도가 크게 감소하지 않으므로 경쟁적 기질저해에 덜 민감한 미생물이라고 할 수 있습니다.
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98. 다음 중 효모 염색체 속으로 삽입에 의해서만 복제가 가능한 벡터는?

  1. YEp
  2. YIp
  3. YRp
  4. YAC
(정답률: 55%)
  • YIp은 효모 염색체의 특정 부위에 삽입되어야만 복제가 가능한 벡터이다. 이에 반해 YEp, YRp, YAC은 효모 염색체와는 상관없이 복제가 가능한 벡터이다. 따라서 YIp가 효모 염색체 속으로 삽입에 의해서만 복제가 가능한 유일한 벡터이다.
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99. 대기압에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 게이지로 측정한 압력
  2. 게이지압과 대기압의 곱
  3. 게이지압과 대기압의 합
  4. 게이지압과 절대압과의 차
(정답률: 74%)
  • 대기압은 지표면에서 공기가 지구 중심으로부터의 중력에 의해 압축되어 만들어지는 압력입니다. 게이지압은 대기압과의 차이를 나타내는 압력이며, 절대압은 대기압을 포함한 전체 압력을 나타냅니다. 따라서 게이지압과 절대압의 차이가 옳은 대기압의 설명입니다.
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100. DNA의 한쪽 가닥의 서열이 5-GAATTC-3이다. 이 가닥과 상보적인 가닥의 서열로 알맞은 것은?

  1. 5-ACTTAA-3
  2. 5-CAATTC-3
  3. 3-CTTAAG-5
  4. 3-CUUAAG-5
(정답률: 97%)
  • DNA의 상보적인 가닥은 염기서열이 반대로 뒤집힌 형태이다. 따라서 5-GAATTC-3의 상보적인 가닥은 3-CTTAAG-5가 된다. 이는 A와 T, C와 G가 상보적인 관계에 있기 때문에 가능하다.
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