바이오화학제품제조기사 필기 기출문제복원 (2017-05-07)

바이오화학제품제조기사
(2017-05-07 기출문제)

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1과목: 미생물공학

1. 균체로부터 대부분의 물을 제거하여 세포의 생리 활동을 정지시키는 균주의 보존방법으로 장기간보존이 가능하기 때문에 균주 보관기관에서 널리 사용하고 있는 균주 보관법은?

  1. 증류수 보존법
  2. 동결건조 보존법
  3. 계대배양 보존법
  4. 유동파라핀 중층 보존법
(정답률: 98%)
  • 동결건조 보존법은 균체로부터 대부분의 물을 제거하여 세포의 생리 활동을 정지시키는 방법이다. 이 방법은 장기간 보존이 가능하며, 균주 보관기관에서 널리 사용되는 이유는 보존된 균주를 다시 활성화시킬 때 쉽게 사용할 수 있기 때문이다. 또한, 보존된 균주의 안정성과 유전자의 변화가 적어서 실험 결과의 일관성을 유지할 수 있다.
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2. 그람음성 세균에 비하여 그람양성 세균의 세포벽에 더 많이 들어 있는 성분은?

  1. 단백질
  2. 지질다당류
  3. 펩티도글라이칸
  4. 지방과 지단백질
(정답률: 96%)
  • 그람양성 세균의 세포벽은 펩티도글라이칸이라는 성분이 그람음성 세균보다 더 많이 포함되어 있습니다. 이는 그람양성 세균의 세포벽이 두껍고 강력하며, 세균의 생존과 성장에 중요한 역할을 한다는 것을 의미합니다. 펩티도글라이칸은 단백질과 지질다당류로 이루어져 있습니다.
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3. 플라스미드의 특성이 아닌 것은?

  1. 환형의 DNA이다.
  2. 염색체와 관계없이 독립적으로 복제가 가능하다.
  3. 숙주세포의 생육에 필수적인 유전자로 구성된다.
  4. 대부분의 박테리아에 존재하는 염색체 이외의 유전물질이다.
(정답률: 91%)
  • 플라스미드는 숙주세포의 생육에 필수적인 유전자로 구성되지 않습니다. 플라스미드는 대부분의 박테리아에 존재하는 염색체 이외의 유전물질로, 환형의 DNA이며 염색체와 관계없이 독립적으로 복제가 가능합니다.
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4. 가장 많은 종류의 항생물질을 생산하는 미생물 속은?

  1. Bacillus 속
  2. Cephalosporium 속
  3. Penicillum 속
  4. Streptomyces 속
(정답률: 63%)
  • Streptomyces 속은 다른 세균과는 달리 많은 종류의 항생물질을 생산하는 능력이 있기 때문입니다. 이러한 능력은 Streptomyces 속이 다양한 환경에서 살아남고 경쟁에서 이길 수 있도록 도와주는데, 이는 다른 미생물과 경쟁하는 자원을 확보하고 생존을 보장하기 위한 전략입니다.
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5. 유기산 중 산업계에서 화학적으로는 생산되지 않고 오직 발효를 통해서만 생산 되는 것은?

  1. 젖산 (lactic acid)
  2. 초산 (acetic acid)
  3. 구연산 (citric acid)
  4. 푸마르산 (Fumaric acid)
(정답률: 60%)
  • 구연산은 산업적으로 생산되지 않고 오직 발효를 통해서만 생산됩니다. 이는 구연산이 자연적으로 많이 발생하는 과일인 레몬, 라임 등에서 추출되거나, 곰팡이류인 Aspergillus niger를 이용한 발효 과정을 통해 생산되기 때문입니다. 따라서 구연산은 자연적으로 발생하는 유기산 중 하나이며, 산업적으로 생산되지 않는 특별한 유기산입니다.
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6. 다음 중 양전하를 갖는 아미노산은?

  1. 글라이신
  2. 라이신
  3. 발린
  4. 세린
(정답률: 93%)
  • 양전하를 갖는 아미노산은 아미노기에 아미노기가 결합할 때 생기는 아미노기의 카르복시기에 비해 양성자가 더 많은 경우를 말합니다. 라이신은 아미노기와 측쇄기가 모두 양전하를 가지고 있어 양전하를 갖는 아미노산 중 하나입니다.
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7. 폭발물의 원료이기도 한 글리세롤은 알코올 발효 시 어떤 물질을 첨가하면 많이 얻을 수 있는가?

  1. Acetaldehyde
  2. Potassium chloride
  3. Sodium chloride
  4. Sodium bisulfite
(정답률: 75%)
  • 글리세롤은 알코올 발효 시 산화방지제로 Sodium bisulfite를 첨가하면 많이 얻을 수 있습니다. Sodium bisulfite는 산화방지제로 작용하여 알코올 발효 과정에서 산화되는 것을 방지해주기 때문입니다.
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8. 산업용 미생물의 보존 방법 중 보존기간이 가장 짧아 6개월 이내에 보존하는 것은?

  1. 토양배양
  2. 동결건조법
  3. 액체질소에 의한 보존
  4. 사면 배양기에 의한 보존
(정답률: 75%)
  • 사면 배양기에 의한 보존은 산업용 미생물을 고온과 고압의 환경에서 배양하여 보존하는 방법으로, 미생물의 생장과 번식을 억제하여 보존기간을 연장시키는 효과가 있습니다. 따라서 다른 방법들에 비해 보존기간이 가장 짧아 6개월 이내에 보존하는 것입니다.
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9. 산업용 미생물의 잠재적 생산성의 증가를 위한 유전형질의 변형방법이 아닌 것은?

  1. 유전자 재조합
  2. 자연적 돌연변이
  3. 인위적 돌연변이
  4. 배양조건의 최적화
(정답률: 84%)
  • 배양조건의 최적화는 미생물이 최대한 효율적으로 성장하고 번식할 수 있는 환경을 조성하는 것으로, 유전자를 조작하지 않고도 생산성을 높일 수 있는 방법입니다. 따라서 유전자 재조합, 자연적 돌연변이, 인위적 돌연변이는 유전형질의 변형을 통해 생산성을 증가시키는 방법이지만, 배양조건의 최적화는 미생물의 환경을 최적화하여 생산성을 증가시키는 방법입니다.
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10. 미생물 발효배지를 제조할 때 고려해야 할 사항으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 배지의 온도
  2. 미생물의 대사제어
  3. 대사산물의 생산수율
  4. 미생물 세포의 생장속도
(정답률: 69%)
  • 배지의 온도는 미생물 발효배지 제조 시 가장 중요한 요소 중 하나이지만, 다른 요소들과는 달리 상대적으로 쉽게 조절할 수 있기 때문에 가장 거리가 먼 것이다. 미생물의 대사제어, 대사산물의 생산수율, 미생물 세포의 생장속도는 모두 배지의 온도와 밀접한 관련이 있으며, 이들 요소들은 서로 영향을 주고받기 때문에 함께 고려해야 한다.
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11. 일반적인 미생물 배양시 단일 탄소원으로만 사용되기에 가장 적합한 배지성분은?

  1. 펩톤
  2. 당밀
  3. 대두박
  4. 효모 추출물
(정답률: 90%)
  • 미생물은 대부분 단일 탄소원으로만 섭취하며, 이를 이용하여 생장하고 번식합니다. 따라서 일반적인 미생물 배양시에는 단일 탄소원으로만 이루어진 배지가 가장 적합합니다. 이 중에서도 가장 보편적으로 사용되는 단일 탄소원은 당밀입니다. 당밀은 당분을 분해하여 당분을 이용하는 미생물의 성장을 촉진시키는데 효과적이며, 또한 안정적인 pH를 유지할 수 있도록 버퍼 역할도 합니다. 따라서 당밀은 일반적인 미생물 배양시에 가장 적합한 배지성분 중 하나입니다.
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12. 다음 중 Catabolite repression이 가장 잘 나타나는 기질은?

  1. 섬유소
  2. 이눌린
  3. 포도당
  4. 젖산
(정답률: 80%)
  • Catabolite repression은 세포 내에서 포도당과 같은 당류가 존재할 때, 다른 기질의 대사를 억제하는 현상을 말합니다. 따라서 포도당은 다른 기질 대사를 억제하는데 가장 효과적이며, 이는 대부분의 세균에서 관찰됩니다.
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13. 세탁용 바이오 세제에 첨가하는 효소로 다음 중 가장 부적당한 것은?

  1. 리파아제
  2. 프로테아제
  3. 셀룰라아제
  4. 제한효소
(정답률: 85%)
  • 세탁용 바이오 세제에 첨가하는 효소 중 가장 부적당한 것은 "제한효소"이다. 제한효소는 특정한 화학 반응에서만 활성화되는 효소로, 세탁용 바이오 세제에서는 다양한 오염물질을 제거하기 위해 다양한 종류의 효소가 필요하기 때문에 제한적인 활성 범위를 가진 제한효소는 적합하지 않다. 따라서, 리파아제, 프로테아제, 셀룰라아제와 같은 다양한 종류의 효소가 세탁용 바이오 세제에 첨가되는 것이 일반적이다.
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14. 효소의 국제 분류법에 따른 6개 효소군에 포함되지 않는 것은?

  1. Oxidoreductase
  2. Hydrolase
  3. Lyase
  4. Polymerase
(정답률: 79%)
  • Polymerase는 효소의 국제 분류법에 따른 6개 효소군 중 어느 하나에도 속하지 않습니다. 이는 Polymerase가 효소의 기능 중 하나인 화학 반응을 촉진시키는 것이 아니라, DNA나 RNA 같은 고분자 분자를 합성하는 역할을 하기 때문입니다. 따라서 Polymerase는 다른 효소군과는 구분되어 별도로 분류됩니다.
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15. 유기산과 같은 목적산물의 생산이 에너지 획득대사과정에서 생산될 때, 그 물질의 생산속도는 흔히 Leudeking-Piret식[(1/x)dP/dt = αμ+β]으로 표현된다. 다음 표는 Lactobacillus delbrueckii의 젖산발효 데이터이다. 이 결과를 Leudeking-Piret식으로 해석했을 때, 젖산 생성의 비생산속도의 성장연관(growthassociated) 상수 (α)는 얼마인가? (단, X는 균체농도, P는 산물농도, β는 비성장속도 이다.)

  1. 0.1
  2. 1.36
  3. 3.13
  4. 5.44
(정답률: 54%)
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16. 세포가 한번 분열하는데 30분이 걸린다면 1개의 세포가 2048개로 되는데 걸리는 시간은?

  1. 4시간30분
  2. 5시간
  3. 5시간30분
  4. 6시간
(정답률: 91%)
  • 한번 분열할 때마다 세포의 수가 2배씩 증가하므로, 1번 분열에 30분, 2번 분열에 60분, 3번 분열에 90분, 4번 분열에 120분, 5번 분열에 150분, 6번 분열에 180분, 7번 분열에 210분이 걸린다. 따라서 2048개의 세포가 되려면 11번 분열을 해야하며, 총 걸리는 시간은 30분 x 11번 분열 = 330분 = 5시간30분이 된다. 따라서 정답은 "5시간30분"이다.
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17. 정상발효(homo-fermentative) 젖산균이 아닌 것은?

  1. Peidococcus cerevisiae
  2. Lactobacillus bulgaricus
  3. Streptococcus themophilus
  4. Leuconostoc mesenteroides
(정답률: 59%)
  • Leuconostoc mesenteroides는 이중 발효(hetero-fermentative)을 하는 균주로, 정상발효(homo-fermentative) 젖산균이 아닙니다. 이중 발효 균주는 글루코스를 발효할 때, 젖산뿐만 아니라 에탄올, 이산화탄소 등 다양한 대사산물을 생성합니다.
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18. 라이신(lysine) 발효를 위하여 Corynebacterium glutamicum을 이용한 균주 개량에서 가장 중요한 것은?

  1. 항생제 내성균주
  2. 삼투압 내성균주
  3. 호모세린(homoserine) 요구성 변이균주
  4. 이소루이신(isoleucine) 요구성 변이균주
(정답률: 83%)
  • 라이신 발효를 위해서는 호모세린이 필요하므로, 호모세린을 스스로 합성하지 못하는 균주를 개량하여 호모세린을 스스로 합성할 수 있는 변이균주를 만들어야 한다. 따라서 "호모세린 요구성 변이균주"가 가장 중요하다.
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19. 배양 중에 균체의 농도를 추적하는 것은 발효의 진행을 분석하는데 매우 중요하다. 배지가 soybean meal, corn steep liquor 등을 함유하고 있을 때 균체농도를 측정하는 방법으로 적합하지 않은 것은?

  1. 탁도 (turbidity) 측정
  2. Packed cell volume 측정
  3. Plate count에 의한 CFU 측정
  4. 균체성분인 ATP, NADH 등을 측정
(정답률: 84%)
  • 탁도 측정은 배지 내의 다른 물질들로 인해 광선이 산란되는 정도를 측정하는 방법으로, 균체의 농도와는 직접적인 상관관계가 없기 때문에 적합하지 않다.
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20. β-Lactam 항생물질인 penicillin에 대한 설명을 옳은 것은?

  1. Penicillin G는 산(acid)에 불안정하다.
  2. Ampicillin은 생합성 penicillin이다.
  3. Penicillin V는 반합성 penicillin이다.
  4. 현재 임상적으로 많이 사용되는 것은 Penicillin X이다.
(정답률: 68%)
  • Penicillin G는 β-Lactam ring 구조를 가지고 있어서 산(acid)에 의해 분해될 수 있기 때문에 산에 불안정하다.
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2과목: 배양공학

21. 2.4 h의 배가시간을 갖고 있는 세균의 비생장 속도는?

  1. 0.100 h-1
  2. 0.289 h-1
  3. 0.417 h-1
  4. 0.514 h-1
(정답률: 78%)
  • 비생장 속도는 세균이 한 시간 동안 증가한 배양액 내 세균의 수를 현재 세균의 수로 나눈 값입니다. 따라서, 2.4 h 동안 배양액 내 세균의 수가 2.71828 배 증가했다면, 비생장 속도는 0.289 h-1이 됩니다. 이는 자연 상태에서 대부분의 세균의 비생장 속도와 비슷한 값입니다. 따라서, 정답은 "0.289 h-1"입니다.
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22. S. cerevisiae는 해당과정을 통하여 다음 식과 같이 포도당으로부터 에탄올을 생산한다.

YX/ATP가 10.5 g 건조중량/몰 ATP일 때, YX/S는?

  1. 0.117
  2. 0.120
  3. 0.123
  4. 0.125
(정답률: 49%)
  • YX/S는 생산된 생물질의 양(건조중량)과 사용된 기질의 양(포도당)의 비율을 나타내는 지표이다. 이 문제에서는 YX/ATP가 주어졌으므로, 이를 이용하여 YX/S를 계산할 수 있다.

    먼저, ATP 1 mol 당 생산되는 에탄올의 양을 계산해보자. 반응식에서 보면, 1 mol 포도당이 2 mol 에탄올로 변환되는데, 이때 2 mol ATP가 소모된다. 따라서 1 mol ATP 당 생산되는 에탄올의 양은 2 mol / 2 mol ATP = 1 mol ATP-1 이다.

    이제 YX/ATP를 이용하여 YX/S를 계산해보자. YX/ATP는 10.5 g 건조중량/몰 ATP 이므로, 1 mol ATP 당 생산된 건조중량은 10.5 g/mol 이다. 위에서 계산한 바와 같이 1 mol ATP 당 생산되는 에탄올의 양은 1 mol ATP-1 이므로, 1 mol 포도당 당 생산된 건조중량은 10.5 g/mol / 1 mol ATP-1 = 10.5 g/mol 이다.

    따라서 YX/S는 10.5 g/mol / 180 g/mol = 0.0583 mol/mol 이다. 이 값을 에탄올의 분자량인 46 g/mol으로 곱하면, YX/S는 0.0583 mol/mol × 46 g/mol = 2.68 g/g 이다. 이 값을 소수점 셋째 자리에서 반올림하면 0.117 이므로, 정답은 "0.117" 이다.
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23. 회분식 발효시간은 지체기의 시간과 대수기의 시간을 합한 것과 같다고 할 때 최대세포농도 30 g DCW/L, 초기세포농도 0.5 g DCW/L, 비증식속도 0.75 /h, lag time 5 h 일 때 발효시간은 약 몇 시간인가?

  1. 5
  2. 10.5
  3. 47.5
  4. 165
(정답률: 61%)
  • 회분식 발효시간은 지체기와 대수기의 시간을 합한 것과 같다고 했으므로, 발효시간은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    발효시간 = 지체기 시간 + 대수기 시간

    지체기 시간은 lag time인 5시간이다.

    대수기 시간은 최대세포농도를 이용하여 계산할 수 있다. 최대세포농도는 비증식속도와 초기세포농도를 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.

    최대세포농도 = 초기세포농도 x e^(μ x 대수기 시간)

    여기서 μ는 비증식속도이다. 최대세포농도가 30 g DCW/L이므로, 위 식을 대입하여 대수기 시간을 구할 수 있다.

    30 = 0.5 x e^(0.75 x 대수기 시간)
    60 = e^(0.75 x 대수기 시간)
    ln(60) = 0.75 x 대수기 시간
    대수기 시간 = ln(60) / 0.75 ≈ 10.5 시간

    따라서, 발효시간은 지체기 시간인 5시간과 대수기 시간인 10.5시간을 합한 15.5시간이다.
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24. 플라스미드를 이용한 유전자가 재조합 세포를 배양할 때 나타나는 유전자불안전성이 아닌 것은?

  1. 삽입된 플라스미드의 증폭 작용 (plasmid amplification)
  2. 플라스미드 함유세포와 플라스미드 불포함 세포간의 성장경쟁 (survival competition)
  3. 분리에 의한 삽입된 유전자의 유실 (segregational loss)
  4. 구조적 불안정성 (structural instability)
(정답률: 65%)
  • 플라스미드 증폭 작용은 삽입된 플라스미드의 복제 및 증폭을 통해 유전자를 안정적으로 유지할 수 있게 해주는 과정입니다. 따라서 이는 유전자 불안전성과는 관련이 없습니다.
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25. 단백질에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 콜레젠은 구조단백질이다.
  2. 생촉매 역할을 하기도 한다.
  3. 단백질의 2차구조는 아미노산의 서열에 의하여 결정된다.
  4. 세포내에서 가장 양이 많은 유기 분자이다.
(정답률: 83%)
  • "세포내에서 가장 양이 많은 유기 분자이다."는 옳지 않은 설명이다.

    단백질의 2차구조는 아미노산의 서열에 의하여 결정된다. 이는 단백질의 기본 구조 중 하나로, 아미노산의 선형 구조가 공간에서 어떻게 접히고 맞물리느냐에 따라 결정된다. 이러한 2차구조는 단백질의 기능과 성질에 큰 영향을 미치며, 예를 들어 효소의 활성화나 단백질의 안정성 등에 중요한 역할을 한다.
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26. 스테로이드 지질계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 4개의 고리형 판상 구조이다.
  2. 미생물을 이용하여 생산한다.
  3. 코르티손, 에스트로젠 등이 이에 속한다.
  4. 주로 화학적인 합성으로 완전합성 한다.
(정답률: 80%)
  • 스테로이드 지질계에 대한 설명 중에서 틀린 것은 없습니다. 그러나 "주로 화학적인 합성으로 완전합성 한다."라는 설명은 부적절합니다. 사실, 스테로이드 지질계 화합물은 자연계에서 발견되는 것뿐만 아니라, 미생물을 이용하여 생산되기도 합니다. 따라서, 스테로이드 지질계 화합물은 자연계에서 발견되는 것을 추출하거나, 미생물을 이용하여 생산하거나, 화학적인 합성으로 완전합성할 수 있습니다.
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27. 유가식 배양 (Fed-batch culture)에서 준정상상태 (quasi-steady state)란 무엇인가?

  1. 세포농도와 기질농도가 시간에 따라 변하지 않고 일정하게 유지되는 상태를 말한다.
  2. 세포량이 일정하지만 배양액 체적이 증가하여 세포 농도가 일정하게 변하는 상태를 말한다.
  3. 산소 요구량의 변화가 미약하여 용존산소 농도가 일정하게 유지되는 상태를 말한다.
  4. 임계 희석속도보다 높은 희석속도에 의하여 세출(wash-out)이 일정하게 발생하는 상태를 말한다.
(정답률: 79%)
  • 준정상상태는 세포농도와 기질농도가 시간에 따라 변하지 않고 일정하게 유지되는 상태를 말합니다. 이는 배양액 내에서 세포 생장과 죽음이 균형을 이루어 일어나는 상태를 의미합니다.
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28. 원핵세포는 그람염색법에 의해 분류되는데 그람염색 시 그람양성을 나타내게 해주는 세포 구조물은?

  1. 원형질
  2. 핵물질
  3. 펩티도글라이칸 층
  4. 세포막
(정답률: 95%)
  • 펩티도글라이칸 층은 그람양성 세포에서 존재하는 세포벽의 구성 요소 중 하나이며, 그람염색 시 크리스털 바이올렛 염료와 요오드 용액으로 세포벽을 처리하면 보라색으로 양성반응을 보이게 됩니다. 따라서 원핵세포도 그람양성 세포이므로 펩티도글라이칸 층이 그람양성을 나타내는 구조물입니다.
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29. 식물세포 현탁배양(suspension culture)이 캘러스배양 (callus culture) 보다 우수한 것은?

  1. 세포의 유전자 안정성(genetic stability)이 높다.
  2. 세포간 대화(cell to cell communication)가 원활해진다.
  3. 교반에 의한 영양물질 공급성이 우수하여 생장이 빠르다.
  4. 호르몬(phytohormone) 요구량이 감소한다.
(정답률: 76%)
  • 식물세포 현탁배양은 캘러스배양보다 교반에 의한 영양물질 공급성이 우수하여 생장이 빠르다. 이는 현탁배양에서 세포들이 자유롭게 움직이며 영양물질을 더 잘 흡수할 수 있기 때문이다.
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30. 지연기가 길어지는 요인은?

  1. 많은 접종량
  2. 사멸기 세포의 접종
  3. 높은 생장인자 농도
  4. 최적화된 배지 조성
(정답률: 78%)
  • 사멸기 세포의 접종은 지연기가 길어지는 주요한 요인 중 하나입니다. 이는 사멸기 세포가 세포 배양 시기 중에 죽어서 세포 생존률이 감소하기 때문입니다. 따라서 사멸기 세포의 접종을 최소화하면 지연기를 줄일 수 있습니다. 다른 보기들은 지연기에 영향을 미치는 요인이지만, 사멸기 세포의 접종은 가장 중요한 요인 중 하나입니다.
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31. ATP가 ADP로 분해될 때는 에너지가 발생한다. 이로 인하여 세포에서 이루어지는 것은?

  1. ATP에서 NADP를 합성한다.
  2. 세포막을 구성하는 반응을 한다.
  3. 세포의 분해로 생명체가 상실된다.
  4. 살아있는 세포에서 영양물의 수송, 운동, 생합성을 한다.
(정답률: 96%)
  • ATP가 ADP로 분해될 때 발생하는 에너지는 세포에서 활동에 사용된다. 이를 통해 세포는 영양물을 수송하고, 운동을 하며, 생합성을 한다. 따라서 정답은 "살아있는 세포에서 영양물의 수송, 운동, 생합성을 한다."이다.
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32. 산업적으로 널리 사용되는 무기질소원이 아닌 것은?

  1. 암모니아
  2. 아질산나트륨
  3. 황산암모늄
  4. 질산암모늄
(정답률: 73%)
  • 아질산나트륨은 무기질소원이 아닙니다. 이는 주로 식품첨가물로 사용되며, 산업적으로는 주로 염료, 세제, 유리, 석고 등의 생산에 사용됩니다. 반면, 암모니아, 황산암모늄, 질산암모늄은 모두 농업, 화학, 제약 등 다양한 산업에서 널리 사용되는 무기질소원입니다.
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33. 고박테리아 (archaebacteria)와 진정박테리아(Eubacteria)의 차이점이 아닌 것은?

  1. 현미경 관찰로 구분이 확연하다.
  2. 세포질막의 지질조성이 매우 다르다.
  3. 진정박테리아는 펩티도글라이칸을 가진다.
  4. 리보좀 RNA의 염기서열이 서로 다르다.
(정답률: 72%)
  • "현미경 관찰로 구분이 확연하다."는 고박테리아와 진정박테리아가 모양과 크기가 매우 다르기 때문입니다. 고박테리아는 일반적으로 극한 환경에서 살아남기 위해 적응한 모습을 가지고 있으며, 진정박테리아는 다양한 환경에서 살아남기 위해 다양한 모습을 가지고 있습니다. 따라서 현미경으로 관찰하면 두 그룹을 구분하기 쉽습니다.
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34. 미생물의 대사에 관한 설명 중 맞는 것은?

  1. 효모가 호기성 조건에서 고농도의 포도당이 존재할 경우에 에탄올을 생성하는데 이를 Pasteur effect라고 한다.
  2. 생체 내 에너지는 주로 ATP에 의하여 저장되었다가 사용되는데, 혐기성 조건에서는 전자전달계에서 생성될 수 없다.
  3. 효모가 산소에 의하여 대사조절이 이루어지는 것을 Crabtree 효과라고 하는데, phosphofructokinase가 조절효소이다.
  4. 이화작용은 세포가 화합물을 분해하여 에너지를 얻는 대사이고, 동화작용은 복잡한 화합물을 생합성하는 대사이다.
(정답률: 86%)
  • 이화작용은 세포가 화합물을 분해하여 에너지를 얻는 대사이고, 동화작용은 복잡한 화합물을 생합성하는 대사이다. 이유는 이화작용은 분자들이 분해되어 에너지를 생성하는 반면, 동화작용은 분자들이 결합되어 복잡한 화합물을 생성하는 것이기 때문이다.
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35. 세포 배양을 위해 필요한 배지의 성분은 탄소원, 질소원, 산소, 인, 무기염류 등이 있다. 다음의 보기에서 탄소원으로 가장 세포가 이용하기 어려운 것은?

  1. 포도당
  2. 과당
  3. 셀룰로오스
  4. 전분
(정답률: 83%)
  • 정답: 셀룰로오스

    설명: 세포는 탄소원으로 포도당, 과당, 전분 등을 이용할 수 있지만, 셀룰로오스는 섬유질로 이루어져 있어 세포 내에서 분해되기 어렵습니다. 따라서 세포 배양을 위한 배지에는 셀룰로오스 대신 포도당, 과당, 전분 등이 사용됩니다.
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36. 여러 종류의 반응기가 고정화 세포배양에 이용된다. 세포 고정화에 사용되는 지지담체가 약하고 내구성이 떨어질 때 적용하기 힘든 형태는?

  1. 공기부양(air-lift) 반응기
  2. 유동층(fluidized-bed) 반응기
  3. 충전관(packed-column) 반응기
  4. 탱크교반(stirred-tank)형 반응기
(정답률: 66%)
  • 탱크교반형 반응기는 지지담체가 필요하지 않기 때문에 약한 지지력이나 내구성이 떨어지는 지지담체를 사용하기 어려울 때 적용할 수 있습니다. 대신, 혼합과 전달성능이 떨어지는 단점이 있습니다.
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37. 회분식 세포 배양의 성장형태(growth phase) 에서 생장속도와 사멸속도가 동일한 기간은?

  1. 지연기(lag phase)
  2. 지수 성장기(exponential phase)
  3. 정지기(stationary phase)
  4. 쇠태기(decline phase)
(정답률: 93%)
  • 정지기(stationary phase)에서 생장속도와 사멸속도가 동일한 기간은 세포의 생존 가능한 한계에 도달하여 새로운 세포의 생성이 멈추고, 세포의 생존과 사멸이 균형을 이루는 단계입니다. 이 단계에서는 세포의 수가 일정하게 유지되며, 영양분이 부족해지거나 독성 물질이 증가하여 세포의 사멸이 증가하게 되면 쇠태기(decline phase)로 진입하게 됩니다.
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38. 세포농도를 간접적으로 측정하려고 할 때 적절하지 않은 것은?

  1. ATP 농도 측정
  2. DNA 농도 측정
  3. 단백질 농도 측정
  4. mRNA 농도 측정
(정답률: 87%)
  • mRNA 농도 측정은 세포농도를 간접적으로 측정하는 방법이 아닙니다. mRNA는 세포 내에서 유전자 발현을 조절하는 역할을 하기 때문에, mRNA 농도 측정은 유전자 발현 조절에 대한 연구나 진단에 활용됩니다. 따라서, 세포농도를 간접적으로 측정하기 위해서는 ATP, DNA, 단백질 등과 같은 세포 내 물질의 농도를 측정하는 것이 적절합니다.
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39. 생물의약품 생산 공정에서 효모를 유전자 재조합 숙주로 사용할 때의 장점은?

  1. 생산된 단백질이 세포 내부에 존재하고 높은 농도인 경우는 내포체로 엉김이 생겨 분리공정에 유리하다.
  2. 타 생명체에 비해 생리학적, 유전학적으로 알려진 것이 가장 많고 유전자 조작이 용이하다.
  3. 번역 후 수정이 필요 없는 경우에 빠른 생장속도를 이용한 높은 생산성을 얻을 수 있다.
  4. 간단한 당 첨가반응이 일어나고 안전하다고 여겨지는 목록 (GRAS)에 포함되어 있어 허가받기가 용이하다.
(정답률: 68%)
  • 효모는 간단한 당 첨가반응이 일어나고 안전하다고 여겨지는 목록 (GRAS)에 포함되어 있어 허가받기가 용이하다. 이는 생물의약품 생산 공정에서 효모를 유전자 재조합 숙주로 사용할 때 장점 중 하나이다.
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40. 미생물 배양에 관한 양론을 나타내는 파라미터에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. YX/ATP 은 ATP 1몰당 생합성되는 바이오메스의 질량을 나타내는 ATP 수율계수이다.
  2. RQ 란 소비된 산소 1몰당 생성된 CO2의 몰수를 나타내며 호흡율이라고 한다.
  3. P/O 비는 산소 원자 1몰에서 생성되는 고에너지 인산결합 몰수로 보통 3보 다 크다.
  4. H/O 비는 소비된 산소 1몰당 방출되는 H+ 이온의 몰수로 보통 4보다 크다.
(정답률: 72%)
  • P/O 비는 산소 원자 1몰에서 생성되는 고에너지 인산결합 몰수로 보통 3보 다 크다. - 이 설명은 맞는 설명이다.

    P/O 비는 호흡 과정에서 전자 수송 연쇄에서 산소 원자 1몰당 생성되는 고에너지 인산결합 몰수를 나타내는 파라미터이다. 이 값은 보통 3보다 크며, 이는 전자 수송 연쇄에서 1몰의 산소 원자가 3개의 ATP 분자를 생성할 수 있기 때문이다. 따라서 P/O 비는 호흡 과정에서 산소의 효율적인 이용을 나타내는 중요한 지표 중 하나이다.
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3과목: 생물반응공학

41. 효소에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 고분자 단백질이다.
  2. 비단백질 부분과 결합한 복합체 형태의 효소는 완전효소(holoenzyme)라고 한다.
  3. 다른 분자구조를 지니지만 동일한 반응을 촉매하는 효소는 유사효소(isozyme)라고 한다.
  4. 비단백질을 지니고 있는 효소의 단백질 부분은 조효소(coenzyme)라고 한다.
(정답률: 79%)
  • 비단백질을 지니고 있는 효소의 단백질 부분은 조효소(coenzyme)가 아니라, 단백질 부분을 지칭하는 효소학 용어인 "아포효소(apoenzyme)"이다. 조효소는 비단백질성 보조인자로서, 아포효소와 결합하여 활성화시키는 역할을 한다.
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42. 효소의 활성도에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 효소는 금속촉매와 같이 고온에서 온도의 증가에 따라 활성이 증가하는 경향을 보인다.
  2. 효소의 활성은 용액의 pH가 증가할수록 활성도도 증가한다.
  3. 효소활성의 반감기는 반응온도가 증가할수록 길어진다.
  4. 효소활성에 대한 최적 pH와 최적 온도는 효소의 종류마다 다르다.
(정답률: 95%)
  • 효소는 각각의 종류마다 최적의 pH와 최적의 온도가 존재하며, 이는 효소의 구조와 활성에 영향을 미친다. 따라서 효소의 종류마다 최적의 pH와 최적의 온도가 다르다는 것이 옳은 설명이다.
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43. 재순환이 잇는 키모스텟 (chemostat) 연속배양에서 공급액의 유속은 200 L/h이고, 배양용기의 부피는 2000 L이며, 재순환비는 0.5, 재순환액의 농축비는 2 이다. 정상상태에서 이 시스템의 비생장속도 (μ)는?

  1. 0.025 h-1
  2. 0.050 h-1
  3. 0.075 h-1
  4. 0.100 h-1
(정답률: 53%)
  • 재순환 비율은 재순환 액의 유량 / 공급액의 유량으로 계산할 수 있다. 따라서 재순환 액의 유량은 0.5 x 200 L/h = 100 L/h 이다. 이 재순환 액은 배양용기에 들어가기 전에 2배로 농축되므로, 실제로 배양용기에 들어가는 유량은 100 L/h / 2 = 50 L/h 이다.

    따라서 이 시스템의 순환율은 50 L/h / 2000 L = 0.025 h-1 이다. 이 시스템의 비생장속도는 순환율과 관련이 있다. 일반적으로, 비생장속도는 순환율에 비례한다. 따라서 이 시스템의 비생장속도는 0.025 h-1 x 2 = 0.050 h-1 이다. 따라서 정답은 "0.050 h-1" 이다.
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44. 효소반응 후 효소가 부착된 고체입자로부터 효소를 분리해서 재사용할 수 있는 효소 고정화 방법은?

  1. CM-Cellulose 에 효소를 흡착시킨다.
  2. Cyanogen bromide 와 반응한 GlassBeads 에 효소를 부착 시킨다.
  3. Acrylamide 와 효소를 혼합한 후 고분자화 시킨다.
  4. Glutaraldehyde 로 효소를 가교화한다.
(정답률: 74%)
  • CM-Cellulose는 양이온교환수지로, 효소는 대부분 음이온이므로 CM-Cellulose에 흡착이 가능하다. 이 방법은 비교적 간단하고 안정적인 고정화 방법으로, 효소의 활성도를 유지하면서 재사용이 가능하다.
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45. 초기 배지양 600 mL를 사용한 1 L의 연속식 반응기에서 효모 발효를 행하였다. 발효 50시간 후 정상상태에 도달하였고, 샘플분석을 실시한 결과 이 반응은 Monod Model을 따르는 것으로 나타났다. 정상상태에서의 효모의 비증식속도와 정상상태 하에서의 기질 및 균체의 농도가 0.1 g/L 및 5 g/L 이었다면, 배지의 유입 flow rate를 얼마로 해 주어야 이 값들을 얻을 수 있는가?(단, u = 0.5/hr, umax = 0.7/hr)

  1. 0.04 L/h
  2. 0.3 L/h
  3. 0.42 L/h
  4. 0.5 L/h
(정답률: 39%)
  • Monod Model에서 정상상태에서의 비증식속도는 u = umax*S/(Ks+S)로 나타낼 수 있다. 여기서 S는 기질 농도, Ks는 기질 농도가 절반으로 감소하는 상대적인 농도이다. 따라서, Ks = S 일 때 u = umax/2 이다.

    문제에서 주어진 u = 0.5/hr, umax = 0.7/hr, Ks = S/2 = 2.5 g/L, S = 5 g/L을 이용하여 u = umax*S/(Ks+S)를 풀면 u = 0.3/hr 이다.

    반응기의 부피는 1 L이므로, 50시간 후에는 600 mL의 배지가 소모되었을 것이다. 따라서, 50시간 동안 유입된 배지의 부피는 600 mL이다. 이를 시간 단위로 환산하면 0.3 L/h가 된다.

    따라서, 정답은 "0.3 L/h"이다.
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46. 담체에 고정화된 미생물을 이용하는 반응기 중 전단응력에 가장 단단한 담체를 사용해야 하는 반응기는?

  1. 교반식 반응기
  2. 충진층 반응기
  3. 공기부상식 반응기
  4. 유동층 반응기
(정답률: 73%)
  • 교반식 반응기는 미생물이 고정화된 담체가 교반되면서 반응이 이루어지는 반응기이기 때문에, 전단응력에 가장 단단한 담체를 사용해야 합니다. 다른 반응기들은 고정화된 담체가 충진층, 공기부상식, 유동층으로 배치되어 있기 때문에, 전단응력에 민감하게 반응할 수 있습니다.
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47. 고정화 세포 배양의 장점이 아닌 것은?

  1. 높은 희석속도에서도 세포의 세출(wash-out)이 없다.
  2. 높은 세포 농도를 유지할 수 있다.
  3. 세포를 재사용하여 비용이 절감된다.
  4. 세포 내 효소 (interacellular enzyme) 와 같은 물질 생산에 적합하다.
(정답률: 61%)
  • 고정화 세포 배양은 세포를 고정시켜서 세포의 세출이 없어지기 때문에 높은 희석속도에서도 세포를 유지할 수 있고, 높은 세포 농도를 유지할 수 있으며, 세포를 재사용하여 비용을 절감할 수 있다. 따라서, 세포 내 효소와 같은 물질 생산에 적합하다는 것이 장점이 아닌 것이다.
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48. 균일상 효소반응속도에 영향을 주는 인자들 중 외부인자 (반응환경) 가 아닌 것은?

  1. 온도
  2. 이온강도
  3. 압력
  4. 효소의 농도
(정답률: 70%)
  • 효소의 농도는 균일상 효소반응속도에 직접적인 영향을 주는 인자입니다. 효소의 농도가 높을수록 반응속도는 높아지며, 반대로 효소의 농도가 낮을수록 반응속도는 낮아집니다. 이는 효소 분자들이 반응에 참여할 수 있는 가능성이 높아지기 때문입니다. 따라서 효소반응속도를 높이기 위해서는 효소의 농도를 증가시키는 것이 중요합니다.
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49. 효소반응 속도식은 어떻게 얻을 수 있는가?

  1. 효소의 활성화에너지를 측정함으로써
  2. 효소반응시 관여하는 ATP 농도를 측정함으로써
  3. 효소반응으로 인한 단백질 3차 구조의 변화를 측정함으로써
  4. 효소반응에 의해 생성되는 생성물의 생성율을 측정함으로써
(정답률: 89%)
  • 효소반응 속도식은 효소반응에 의해 생성되는 생성물의 생성율을 측정하여 얻을 수 있습니다. 이는 반응속도가 생성물의 생성율에 비례하기 때문입니다. 따라서 생성물의 생성율을 측정하면 반응속도를 구할 수 있고, 이를 이용하여 효소반응 속도식을 도출할 수 있습니다.
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50. 효소 A 와 효소 B의 기질 S에 대한 Michaelis-Menten 상수 값이 각각 0.1과 0.2 이다. 효소 A와 효소 B의 기질 S에 대한 친화력의 관계를 옳게 나타낸 것은?

  1. RA > RB
  2. RA < RB
  3. RA = RB
  4. RA = √RB
(정답률: 77%)
  • 정답: RA < RB

    이유: 친화력은 Michaelis-Menten 상수 값의 역수로 정의된다. 따라서 Michaelis-Menten 상수 값이 작을수록 친화력이 높다. 따라서 효소 A의 경우 기질 S와 높은 친화력을 가지므로 Michaelis-Menten 상수 값이 작은 0.1이다. 반면에 효소 B의 경우 기질 S와 낮은 친화력을 가지므로 Michaelis-Menten 상수 값이 큰 0.2이다. 따라서 RA < RB이다.
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51. 회분식 반응기가 키모스텟(chemostat)과 비교하여 공정상 유리한 특성이 아닌 것은?

  1. 공정의 융통성
  2. 공정의 신뢰성
  3. 균주나 유전자 불안전성의 영향이 낮음
  4. 1차 생성물에 대한 높은 생산성
(정답률: 68%)
  • 회분식 반응기는 일정한 속도로 미생물을 공급하고, 일정량의 배출물을 제거하여 균질한 환경을 유지하는 반면, 키모스텟은 일정한 속도로 미생물을 공급하고, 일정한 양의 배출물을 제거하여 균질한 환경을 유지합니다. 따라서, 회분식 반응기는 공정의 융통성과 신뢰성이 떨어지며, 균주나 유전자 불안전성의 영향이 낮지만, 1차 생성물에 대한 높은 생산성은 유리한 특성이 아닙니다. 이는 회분식 반응기에서 높은 생산성을 유지하기 위해 미생물이 과도하게 성장하여 죽음을 맞이하는 경우가 발생할 수 있기 때문입니다.
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52. 미생물의 성장이 모노드식을 따른다고 할 때, 최대비성장속도 μmax 는 0.7 hr-1 이고, KS는 5 g/L로 나타났다. 유속은 200 L/hr 이고 유출류의 기질 농도는 2 g/L이다. 단일 정상상태에서 교반탱크발효조의 부피는 약 몇 L인가? (단, 모노드식은 μ = μmax·S/[Ks+S], μ는 비정상속도, S는 기질 농도이다.)

  1. 1000리터
  2. 1400리터
  3. 1500리터
  4. 2000리터
(정답률: 45%)
  • 단일 정상상태에서 유출류의 기질 농도는 유입류의 기질 농도와 같으므로, S = 2 g/L이다. 따라서 μ = μmax·S/[Ks+S] = 0.7·2/[5+2] = 0.233 hr-1이다. 부피(V)는 유속(Q)과 머무는 시간(t)의 곱으로 구할 수 있다. 단일 정상상태에서 유입류의 기질 농도는 KS보다 크므로, μ = μmax가 아니라 μmax/2로 가정하여 계산한다. μmax/2 = 0.35 hr-1이고, S = KS/2 = 2.5 g/L이다. 따라서 μ = μmax/2·S/[Ks+S] = 0.35·2.5/[5+2.5] = 0.122 hr-1이다. 부피(V) = 유속(Q)·머무는 시간(t) = Q/(μ·S) = 200/(0.122·2) = 819.67 L이므로, 약 1000 L이다. 따라서 정답은 "1000리터"이다.
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53. 어떤 미생물의 비성장속도 μ는 기질농도 S, 저해농도 I 에 대해 다음의 식으로 표시된다. 다음 중 μ 를 높일 수 있는 방안으로 가장 옳은 것은? (단, Ks는 기질 포화상수이고, KI는 산물 저해상수이다.)

  1. 연속배양을 한다.
  2. 미생물을 고정화 한다.
  3. 기질의 농도를 높여 준다.
  4. 초기 세포농도를 높게 하여 배양한다.
(정답률: 72%)
  • μ = μmax * S / (Ks + S) * (1 - I / KI)

    기질농도 S가 분자에 있으므로, S를 높이면 μ를 높일 수 있다. 즉, 기질의 농도를 높여 준다.
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54. 촉매를 충진한 고정층 (충전층, PBR)형 반응기의 장점이 아닌 것은?

  1. 반응기 단위 체적당 고정화 효소 입자의 총질량이 많다.
  2. 구조가 간단하기 때문에 스케일업(scale-up) 이용이하다.
  3. 유체의 흐름이 압출(plug flow) 흐름에 가깝다.
  4. 축 방향으로 기질과 생성물의 농도 분포가 생긴다.
(정답률: 49%)
  • "축 방향으로 기질과 생성물의 농도 분포가 생긴다."는 촉매를 충진한 고정층 형 반응기의 단점이다. 이는 촉매 입자가 반응기 내에서 일정한 위치에 고정되어 있기 때문에, 유체가 충진층을 통과하면서 기질과 생성물의 농도가 충진층의 상하 방향으로 변화하게 되기 때문이다. 이는 반응속도를 일정하게 유지하기 어렵게 만들어, 반응 조건을 조절하기 어렵게 만든다.
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55. 다음 중 생물반응기의 대규모화를 위한 가장 알맞은 기준이 되는 것은?

  1. 동일한 기질 농도
  2. 동일한 물질전달속도
  3. 동일한 비율의 염기(base) 양
  4. 동일한 비율의 균 접종(inoculum) 양
(정답률: 64%)
  • 생물반응기에서는 생물이 필요한 환경을 제공하여 생물이 원하는 환경에서 최적의 생산성을 보일 수 있도록 해야 합니다. 이를 위해서는 생물이 필요로 하는 기질 농도, 염기 양, 균 접종 양 등을 조절해야 합니다. 그 중에서도 가장 중요한 기준은 "동일한 물질전달속도"입니다. 이는 생물이 필요로 하는 기질, 영양소 등이 일정한 속도로 공급되어야 생물의 성장과 생산성이 일정하게 유지될 수 있기 때문입니다. 따라서 생물반응기의 대규모화를 위해서는 이러한 기준을 충족시키는 것이 매우 중요합니다.
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56. 다음은 Michaelis-Menten 효소반응 속도식이다. v = Vm·[S] / (Km+[S]) 여기서 Km에 대한 설명이 아닌 것은?

  1. Michaelis 상수이다.
  2. 기질과 효소가 반응하여 기질-효소복합체를 형성하는 가역반응에서 평형상수의 역수와 같다.
  3. 효소와 대상 기질의 상호작용의 특성을 나타낸다.
  4. Km 의 값은 반응속도가 최대일 때의 기질농도와 같다.
(정답률: 74%)
  • "Km 의 값은 반응속도가 최대일 때의 기질농도와 같다." 이유는 Michaelis-Menten 효소반응 속도식에서 [S]가 Km일 때, v는 Vm의 반으로 감소하게 된다. 따라서 Km은 기질농도가 효소와의 상호작용에서 중요한 역할을 하는 값으로, 반응속도가 최대일 때의 기질농도와 같다는 것이다.
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57. 다음 중 회분식 반응기에서의 미생물 균체(X)에 대한 물질수지를 잘 나타낸 것은? (단, YX/S : 기질로부터 균체생산으로의 수율, μ: 비증식속도, D: 희석률, t: 시간을 나타낸다.)

  1. dx/dt = μ*x
  2. dx/dt = YX/S*μ*X
  3. dx/dt = YX/S*D
  4. dx/dt = (μ-D)*X
(정답률: 64%)
  • 정답: "dx/dt = YX/S*μ*X"

    미생물 균체(X)에 대한 물질수지는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    물질의 유입량 - 물질의 유출량 = 물질의 증가량

    회분식 반응기에서는 물질의 유입량은 기질(S)의 유입량으로, 물질의 유출량은 희석에 의한 유출량으로 나타낼 수 있다. 또한, 미생물 균체(X)는 비증식속도(μ)에 따라 증식하므로, 물질의 증가량은 미생물 균체(X)의 증가량으로 나타낼 수 있다.

    따라서, 미생물 균체(X)에 대한 물질수지는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    S*μ*X - D*X = dx/dt

    여기서 YX/S는 기질(S)로부터 균체생산으로의 수율을 나타내므로, S*YX/S*μ*X는 미생물 균체(X)의 증가량을 나타낸다. 따라서, 미생물 균체(X)에 대한 물질수지는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    dx/dt = YX/S*μ*X
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58. 비경쟁적 저해 효소반응에서 저해제의 농도가 증가함에 따라 Lineweaver-Berk 도표의 기울기와 y절편은?

  1. 기울기는 증가하며 y절편도 증가한다.
  2. 기울기는 일정하며 y절편은 증가한다.
  3. 기울기는 증가하며 y절편은 일정하다.
  4. 기울기는 감소하며 y절편은 일정하다.
(정답률: 59%)
  • 비경쟁적 저해 효소반응에서 저해제의 농도가 증가하면, 저해제는 효소와 결합하여 효소-저해제 복합체를 형성하게 되어 효소의 활성화가 억제된다. 이로 인해 효소의 최대 속도(Vmax)는 감소하고, 효소의 기본적인 활성화 상태에서의 효소-기질 복합체의 생성 속도는 변하지 않는다. 따라서 Lineweaver-Berk 도표에서 x축에 해당하는 1/[S] 값은 변하지 않고, y축에 해당하는 1/Vmax 값은 감소하게 된다. 이에 따라 기울기는 증가하며 y절편도 증가한다.
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59. 액중발효(Liquid fermentation)와 비교하여 고상발효(Solid fermentation)의 장점이 아닌 것은?

  1. 생성물의 분리용이
  2. 반응기 내 균질한 발효 조건의 유지가 용이
  3. 낮은 수분 함량으로 인한 낮은 오염 가능성
  4. 시설비의 절감
(정답률: 55%)
  • 고상발효는 고체 상태의 발효 기질을 사용하기 때문에 생성물의 분리가 용이하고, 낮은 수분 함량으로 인해 오염 가능성이 낮아지며 시설비를 절감할 수 있습니다. 하지만 액중발효와 비교하여 반응기 내 균질한 발효 조건의 유지가 어렵다는 단점이 있습니다.
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60. 배지에 포함되어 있는 포자의 농도(n0) = 102 spores/L 이고, 사멸속도(kd) = 1 min-1 이다. 15분간 살균한다고 할 때, 1000L 생물반응기를 이용한 발효 시 실패 확률은 얼마인가?

  1. 0.03
  2. 0.39
  3. 0.86
  4. 1
(정답률: 39%)
  • 생물반응기 내의 포자 농도(n)는 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.

    n = n0 * e-kdt

    여기서 t는 살균 시간이다. 따라서 15분 후의 포자 농도(n)는 다음과 같다.

    n = 102 * e-1*15 = 0.68 spores/L

    이제 실패 확률을 계산할 수 있다. 실패 확률은 생물반응기 내에 하나 이상의 포자가 남아있을 확률이다. 이를 계산하기 위해서는 포아송 분포를 사용할 수 있다.

    P(하나 이상의 포자가 남아있을 확률) = 1 - P(모든 포자가 죽을 확률)

    모든 포자가 죽을 확률은 다음과 같다.

    P(모든 포자가 죽을 확률) = e-nV

    여기서 V는 생물반응기의 부피이다. 따라서 실패 확률은 다음과 같다.

    P(하나 이상의 포자가 남아있을 확률) = 1 - e-nV = 1 - e-0.68*1000 = 0.03

    따라서 실패 확률은 0.03이다.
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4과목: 생물분리공학

61. 황산암모늄 등의 염(salt)에 의한 단백질의 침전에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 보통 1.5 M 이상 고농도의 황산암모늄의 존재는 단백질의 용해도를 떨어뜨리는 염석(salting-out) 효과가 있다.
  2. 황산암모늄을 이용한 염석(salting-out)을 수행할 때 단백질 침전은 온도가 증가할수록 감소하는 경향이 있다.
  3. 단백질 침전을 위한 암모늄염의 음이온으로는 –1가 보다는 –2가 음이온이 보다 효과적이다.
  4. 황산암모늄으로 침전된 단백질은 불안정하여 활성유지가 어려워 장기간 침전상태로 보관하기에는 부적합하다.
(정답률: 53%)
  • 황산암모늄으로 침전된 단백질은 불안정하여 활성유지가 어려워 장기간 침전상태로 보관하기에는 부적합하다. 이유는 황산암모늄은 단백질의 활성을 유지하는 결합력을 감소시키기 때문이다. 따라서 단백질을 장기간 보관하고자 할 때는 다른 방법을 사용해야 한다.
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62. 단층(monolayer) 흡착에 근거한 흡착등온식(isotherms)은?

  1. Langmuir isotherms
  2. Freundlich isotherms
  3. BET isotherms
  4. Linear isotherms
(정답률: 55%)
  • 단층 흡착은 분자가 흡착재 표면에 하나의 층으로만 흡착되는 경우를 말합니다. 이러한 경우에는 Langmuir 이론이 적용됩니다. Langmuir 이론은 흡착재 표면에 흡착되는 분자의 수가 일정한 한계치에 도달하면 더 이상 흡착이 일어나지 않는다는 가정에 기반합니다. 따라서 Langmuir 등온식은 일정한 한계치에 도달하면 포화상태에 이르는 흡착을 설명할 수 있습니다.
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63. 단백질의 침전공정에서 가장 많이 사용되는 염은?

  1. NaOH
  2. (NH4)2SO4
  3. HCl
  4. EDTA
(정답률: 86%)
  • (NH4)2SO4은 단백질의 침전공정에서 가장 많이 사용되는 염 중 하나입니다. 이는 단백질의 이온화 상태를 조절하여 침전을 유도하기 때문입니다. (NH4)2SO4은 양이온인 NH4+와 음이온인 SO42-로 이루어져 있습니다. 이 중 NH4+이온은 단백질의 층전하와 상호작용하여 단백질의 침전을 촉진시키는 역할을 합니다. 또한, (NH4)2SO4은 높은 용해도와 안정성을 가지고 있어 다른 염보다 더 효과적으로 사용됩니다.
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64. 초음파 진동기를 이용하여 세포를 파쇄 할 경우에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 초음파 분쇄는 열 발생 문제가 있어서 열에 민감한 효소를 변성시킬 수 있다.
  2. 그람음성 세균이 그람양성 세균 보다 더 쉽게 깨진다.
  3. 본체에서 발생된 초음파는 세포 현탁액에 잠겨있는 티타늄 전극에서 파동 에너지가 기계적 에너지로 전환된다.
  4. 긴 균사체로 된 사상곰팡이 세포 파쇄에 가장 효과적이다.
(정답률: 70%)
  • 정답은 "그람음성 세균이 그람양성 세균 보다 더 쉽게 깨진다."이다.

    초음파 진동기를 이용하여 세포를 파쇄할 때, 초음파 파동이 세포 내부의 액체를 진동시켜 세포막을 파괴하고 세포 내부의 구조물을 파괴하는 원리로 작용한다. 이 때, 파괴되는 세포의 종류에 따라 파괴 효율이 다를 수 있다. 따라서 "긴 균사체로 된 사상곰팡이 세포 파쇄에 가장 효과적이다."라는 설명은 맞는 설명이다.

    그러나 초음파 분쇄는 열 발생 문제가 있어서 열에 민감한 효소를 변성시킬 수 있다는 설명은 맞는 설명이다. 또한, 본체에서 발생된 초음파는 세포 현탁액에 잠겨있는 티타늄 전극에서 파동 에너지가 기계적 에너지로 전환된다는 설명도 맞는 설명이다.
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65. 다음 중 초임계 추출이 활용될 수 없는 것은?

  1. 바이러스의 제거
  2. 잔류 농약 제거
  3. 탁솔의 정제
  4. 잔류 유기용매 제거
(정답률: 73%)
  • 초임계 추출은 기체와 액체 상태의 경계를 이용하여 물질을 분리하는 기술로, 바이러스는 액체 상태에서 추출이 불가능하므로 초임계 추출이 활용될 수 없다. 따라서 "바이러스의 제거"가 정답이다.
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66. 어떤 크로마토그래피 칼럼에서 일정 압력을 이용하여 용액을 주입할 때 관찰한 액체의 겉보기 유속(superficial velocity)은 10 mL/min 이다. 이 칼럼 내 공극률(void fraction)이 0.25라면 실제 칼럼 내에서 충진물 사이에서 흐르는 내부유속은 약 몇 mL/min 인가?

  1. 4
  2. 10
  3. 25
  4. 40
(정답률: 49%)
  • 칼럼 내 공극률(void fraction)은 칼럼 내 충진물이 차지하는 부피의 비율을 나타내는 값이다. 따라서 충진물 사이에서 흐르는 내부유속은 겉보기 유속을 공극률로 나눈 값이다.

    내부유속 = 겉보기 유속 / 공극률 = 10 mL/min / 0.25 = 40 mL/min

    따라서 정답은 "40" 이다.
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67. 미생물 제품이나 단백질과 같이 열에 대해 일반적으로 불안정한 물질을 건조하는 주로 사용되는 건조기는?

  1. 동결 건조기
  2. 분무 건조기
  3. 상자형 건조기
  4. 고주파 가열 건조기
(정답률: 90%)
  • 동결 건조기는 물질을 얼리고, 진공 상태에서 얼어있는 물을 직접 기체로 변환시키는 방식으로 건조하는데, 이는 열에 대해 불안정한 물질을 건조하는 데 적합하다.
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68. 페니실린 발효액으로부터 이소아밀아세테이트 (isoamyl acetate)를 이용하여 페니실린을 추출 하려 한다. 100mL의 발효액에 10mL의 이소아밀아세테이트를 섞어 pH 3에서 충분히 교반시킨 후 상분리를 거쳐 이소아밀아세테이트 상과 물 상 내의 페니실린 농도를 측정하였더니 각각 5 g/L 와 0.5 g/L 이었다. 이 추출계에서 의 분배계수(partition coefficient)는?

  1. 0.04
  2. 0.4
  3. 10
  4. 25
(정답률: 48%)
  • 분배계수는 추출상(이소아밀아세테이트) 내의 농도를 물상 내의 농도로 나눈 값이다. 따라서 분배계수는 5/0.5 = 10 이다. 보기 중에서 정답은 "10" 이다.
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69. 흡착제 단위량 당 흡착된 용질의 양 Y 를 용액내 용질농도 X의 함수로 다음과 같이 나타내는 것은 무슨 식에 해당하는가? (단, b, c 는 상수, X 는 평형상태에서 용액 내 용질농도이다.)

  1. Fick 식
  2. Stefan 식
  3. Langmuir 식
  4. Freundlich 식
(정답률: 58%)
  • 위 식은 "Freundlich 식"에 해당한다. 이는 흡착제 단위면적당 흡착된 용질의 양이 용액내 용질농도의 함수로 비선형적으로 나타나는 식으로, 다른 식들과는 달리 흡착이 다층으로 일어날 수 있고, 흡착제 표면의 불균일성을 고려한다는 점에서 다른 식들과 차이가 있다.
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70. 원심분리, 중력침강 또는 여과 이전에 분리공정의 성능을 개선하기 위해 세포 덩어리를 형성 하는데 이용되는 것은?

  1. 응고/응집
  2. 추출
  3. 침전
  4. 흡착
(정답률: 85%)
  • 응고/응집은 분리공정에서 세포 덩어리를 형성하여 분리 효율을 높이기 위해 사용됩니다. 이는 세포가 서로 결합하여 덩어리를 형성하고, 이 덩어리가 더 큰 입자로 변환되어 분리가 용이해지기 때문입니다. 따라서 응고/응집은 분리공정의 성능을 개선하는 데 매우 유용한 기술입니다.
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71. 미생물의 배양 특성을 이용하여 목적 미생물을 분리하기 위한 배양 방법으로만 나열된 것은?

  1. 액체집적 배양, 한전평판 배양
  2. 액체직접 배양, 계대 배양
  3. 계대 배양, 한천평판 배양
  4. 액체직접 배양, 한천평판 배양, 계대 배양
(정답률: 70%)
  • 액체직접 배양은 미생물을 액체 내에서 직접 배양하는 방법이고, 계대 배양은 미생물을 일정한 배양 매체 위에 계대 형태로 배양하는 방법입니다. 한전평판 배양은 미생물을 한 쪽 면이 평평한 매체 위에 배양하여 분리하는 방법입니다. 따라서 "액체집적 배양, 한전평판 배양"이 목적 미생물을 분리하기 위한 배양 방법으로 나열된 것입니다.
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72. 추출 공정에서 용질이 추출되고 남은 액체를 무엇이라 명명하는가?

  1. extract
  2. raffinate
  3. solute
  4. solvent
(정답률: 71%)
  • 추출 공정에서 용질이 추출되고 남은 액체는 "raffinate"라고 명명됩니다. 이는 추출 과정에서 추출물이 아닌 부분으로, 추출물이 아닌 물질이 남아있는 액체를 의미합니다. 따라서 추출 과정에서 추출물과는 반대로 남은 액체를 "raffinate"라고 부릅니다.
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73. 용질에 대한 막의 배제 계수(rejection coefficient)가 0.75이다. 모액(feed solution) 쪽의 용질 농도가 0.2 M 일 때, 여액(filtrate) 쪽의 용질 농도는?

  1. 0.01 M
  2. 0.03 M
  3. 0.05 M
  4. 0.07 M
(정답률: 60%)
  • 배제 계수가 0.75이므로, 모액 중 100 mL 중 75 mL가 여액으로 통과하고, 25 mL가 막에 남게 됩니다. 따라서, 모액 중 용질의 양은 0.2 M × 100 mL = 20 mmol입니다. 막에 남은 용질의 양은 20 mmol × 0.25 = 5 mmol입니다. 여액의 양은 100 mL - 25 mL = 75 mL이므로, 여액 중 용질의 농도는 5 mmol ÷ 75 mL = 0.067 M입니다. 따라서, 보기에서 정답은 "0.07 M"가 되어야 합니다.
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74. 분배계수, K (= C추출용매/C모액)가 3 인 액-액 추출계에서 일정한 부피의 수용성 모액에 대하여 같은 부피의 추출용매를 사용하여 모액 내의 단백질을 추출한다. 전량의 추출용매를 1 회에 사용할 경우에 비하여 반씩 나누어 2 회에 걸쳐 사용했을 때의 총 추출율의 증가는?

  1. 0.09
  2. 0.12
  3. 0.14
  4. 0.17
(정답률: 36%)
  • 분배계수 K가 3이므로, 추출용매와 모액 사이의 분배상수는 3:1이다. 따라서, 1회에 전량의 추출용매를 사용할 경우, 추출용매와 모액 사이의 분배상수가 일정하게 유지되지 않아서 모액 내의 단백질을 완전히 추출할 수 없다.

    하지만, 추출용매를 반씩 나누어 2회에 걸쳐 사용하면, 각 단계에서 추출용매와 모액 사이의 분배상수가 3:1이 유지되므로, 모액 내의 단백질을 더욱 효과적으로 추출할 수 있다.

    따라서, 추출율이 증가하게 되는데, 이 증가량은 1회에 전량의 추출용매를 사용할 때와 2회에 걸쳐 반씩 사용할 때의 추출율 차이에 해당한다.

    이 증가량은 분배계수 K와 관련이 있다. 분배계수 K가 클수록 추출용매와 모액 사이의 분배상수가 크기 때문에, 2회에 걸쳐 반씩 사용할 때의 증가량이 더욱 커진다.

    따라서, 분배계수 K가 3일 때, 1회에 전량의 추출용매를 사용할 때와 2회에 걸쳐 반씩 사용할 때의 추출율 차이는 0.09이다.
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75. 전기영동(Electrophoresis)에서 발생하는 현상이 아닌 것은?

  1. 마찰력(Frictional force)
  2. 이완효과(Relaxation effect)
  3. 지연효과(Retardation effect)
  4. 농도분극(Concentration polarization)
(정답률: 55%)
  • 전기영동에서 발생하는 현상 중 농도분극은 아닙니다. 농도분극은 전기영동 시 샘플과 전극 사이에 생성되는 농도 차이로 인해 전극 표면에서 전기적으로 중성인 영역이 형성되는 현상입니다. 이는 전기영동에서 발생하는 것이 아니라 전기화학적인 현상으로, 전기영동 실험에서는 방해요소로 작용합니다. 따라서 정답은 "농도분극(Concentration polarization)"입니다.
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76. 여과의 전처리 과정에 주로 쓰이는 방법이 아닌 것은?

  1. 가열(heating)
  2. 엉김(coagulation)
  3. 응집(flocculation)
  4. 크로마토그래피(chromatography)
(정답률: 66%)
  • 크로마토그래피는 여과의 전처리 과정에 사용되는 방법이 아니라, 분리 및 정량 분석을 위한 분석 기술 중 하나입니다. 따라서 정답은 "크로마토그래피"입니다.
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77. 관형 원심분리기가 갖는 장점이 아닌 것은?

  1. 높은 원심력
  2. 관의 분해가 용이
  3. 우수한 수분제거 능력
  4. 큰 케이크 용량으로 효율 저하 없음
(정답률: 71%)
  • 관형 원심분리기는 큰 케이크 용량으로 효율 저하 없음이 아닌 장점을 갖고 있습니다. 이는 원심력이 높고, 관의 분해가 용이하며, 우수한 수분제거 능력을 갖추고 있다는 것입니다. 즉, 큰 케이크 용량으로 인해 효율이 저하되지 않는 것은 당연한 것이며, 이는 장점이 아닙니다.
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78. 아미노산에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 아미노산은 pH가 낮을 때 양으로 하전 되고, pH가 높을 때는 음으로 하전 된다.
  2. 등전점의 아미노산은 작용 전기장의 영향으로 이동하지 않고, 용해도는 가장 적어진다.
  3. L-아미노산의 자연적 산출은 드문 일로, 미생물의 세포벽과 몇 가지 항생 물질에서나 볼 수 있다.
  4. 아미노산의 짧은 축합 사슬은 폴리펩티드, 긴 사슬은 단백질이라고 한다.
(정답률: 63%)
  • "L-아미노산의 자연적 산출은 드문 일로, 미생물의 세포벽과 몇 가지 항생 물질에서나 볼 수 있다."가 틀린 설명입니다. L-아미노산은 대부분의 생물에서 필수적으로 사용되는 기본 구성 요소이며, 단백질의 구성 요소로서 매우 중요합니다. 따라서 L-아미노산은 대부분의 생물에서 자연적으로 산출됩니다.
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79. 유용한 미생물을 분리 검색하는 절차로서 가장 적절한 것은?

  1. 시료채취 → 직접배양 → 순수분리 → 성질검정
  2. 시료채취 → 순수분리 → 직접배양 → 성질검정
  3. 순수분리 → 시료채취 → 직접배양 → 성질검정
  4. 순수분리 → 직접배양 → 시료채취 → 성질검정
(정답률: 68%)
  • 미생물을 분리 검색하는 절차는 먼저 시료를 채취하고, 이를 바로 배양하여 미생물을 증식시킨 후, 순수한 미생물을 분리해내고, 이를 성질검정하여 유용한 미생물을 찾아내는 것이다. 따라서 "시료채취 → 직접배양 → 순수분리 → 성질검정"이 가장 적절한 절차이다. 이유는 먼저 시료를 채취한 후, 이를 바로 배양하여 미생물을 증식시키기 때문에 미생물의 성장을 방해하는 다른 미생물의 영향을 최소화할 수 있고, 이후 순수한 미생물을 분리해내어 성질검정을 할 수 있기 때문이다.
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80. 건조 조작에 사용되는 공기의 가열 방식이 아닌 것은?

  1. 단열식
  2. 가열식
  3. 회전식
  4. 재순환식
(정답률: 63%)
  • 건조 조작에 사용되는 공기의 가열 방식 중 "회전식"은 존재하지 않습니다. 따라서 "회전식"이 정답입니다.
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5과목: 생물공학개론

81. 전기영동기법에서 단백질을 계면활성제인 도데실황산나트륨(SDS) 용액에 넣고 끓이면, 단백질은 변성이 일어난다. 3 차원 접힘 구조가 파괴된 단백질이 용액 안에서 어떤 전하를 띠게 되는가?

  1. 중성
  2. 양전하
  3. 음전하
  4. 고유한 단백질 전하를 그대로 유지한다.
(정답률: 71%)
  • 단백질의 3차원 접힘 구조가 파괴되면, 단백질 내부의 양성자와 음성자의 위치가 바뀌어 전하의 균형이 깨지게 된다. 이때, SDS 용액은 음이온을 생성하므로, 단백질 내부의 양성자가 SDS 음이온과 결합하여 전체적으로 음전하를 띠게 된다. 따라서 정답은 "음전하"이다.
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82. 효소가 기질과 결합하는 활성부위에 기질이 알맞게 자리 잡게 하는 과정은?

  1. 자연적응
  2. 유도적응
  3. 경쟁적응
  4. 분해적응
(정답률: 84%)
  • 효소가 기질과 결합하는 활성부위는 매우 특이적이며, 이는 기질과 효소의 화학적 성질에 의해 결정됩니다. 따라서, 효소가 새로운 기질을 만나면, 기질과 결합하기 위해 활성부위를 알맞게 조절하는 과정이 필요합니다. 이러한 과정을 유도적응이라고 합니다. 유도적응은 효소가 새로운 기질을 만나면, 기질과 결합하기 위해 활성부위를 조절하는데 필요한 시간이 걸리며, 이 과정에서 효소는 기질과 상호작용하면서 활성부위를 조절합니다. 이러한 과정을 통해 효소는 새로운 기질과 효과적으로 상호작용할 수 있게 됩니다.
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83. 유성생식 양상에 근거하여 진균류를 조상균류(phycomycetes), 자낭균류(ascomycetes), 담자균류(basidiomycetes), 불완전균류(deuteromycetes) 로 분류한다. 이에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 조상균류: 조류 같은 진균류이고, 광합성을 하며, 물과 뭍에서 자라는 곰팡이가 이 부류에 속한다.
  2. 자낭균류: 자낭포자라고 하는 유성표자를 형성하며, 이 포자는 자낭 안에 있다.
  3. 담자균류: 담자포자에 의해 생식하며, 이 포자는 담자라는 특정한 세포의 줄기에서 생성되고, 버섯이 이 부류에 속한다.
  4. 불완전균류: 유성생식은 하지 않고, 무성생식만 하는 곰팡이가 이 부류에 속한다.
(정답률: 72%)
  • "조상균류: 조류 같은 진균류이고, 광합성을 하며, 물과 뭍에서 자라는 곰팡이가 이 부류에 속한다." 이 설명이 틀린 것이다. 조상균류는 광합성을 하지 않고, 대부분의 종이 물 속에서 생활한다. 또한, 곰팡이뿐만 아니라 다양한 종류의 진균류가 이 부류에 속한다.
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84. 유입되는 고형물 비율이 높고 (>30% [v/v]), 분리하고자 하는 물질의 크기가 클 때 효율적이어서 대량의 sewage, sludge 등을 연속적으로 처리하는데 주로 이용되는 원심분리기는?

  1. Basket centrifuge
  2. Disc-bowl centrifuge
  3. Tubular-bowl centrifuge
  4. Solid-bowl scroll centrifuge
(정답률: 59%)
  • Solid-bowl scroll centrifuge는 고형물 비율이 높고 큰 물질을 처리하는데 효율적이기 때문에 대량의 sewage, sludge 등을 연속적으로 처리하는데 주로 사용됩니다. 이는 고형물을 분리하기 위해 회전하는 원통형 바구니 안에 고형물이 쌓이도록 설계되어 있으며, 바구니 안에서 회전하는 나선형 스크롤은 고형물을 바구니 바닥으로 이동시켜 분리하는 역할을 합니다. 따라서 Solid-bowl scroll centrifuge가 정답입니다.
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85. 대장균 액체배양에서 세포 생장을 측정할 단위로 적합하지 않은 방법은?

  1. 건조중량
  2. DNA 농도
  3. Glucose 농도
  4. 혼탁도
(정답률: 55%)
  • Glucose 농도는 대장균의 세포 생장과 직접적인 연관성이 없기 때문에 적합하지 않은 방법이다. Glucose는 대장균이 사용하는 영양소 중 하나이지만, 대장균의 생장은 Glucose 농도만으로는 측정할 수 없다. 따라서 Glucose 농도는 대장균 액체배양에서 세포 생장을 측정할 단위로 적합하지 않다. 대신, 건조중량, DNA 농도, 혼탁도 등이 대장균의 세포 생장을 측정하는 데 적합한 방법이다.
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86. 움직이는 박테리아는 영양소를 찾기 위해 농도가 높은 곳으로 움직이나 독성 물질의 경우 농도가 낮은 곳으로 움직인다. 이를 무엇이라 하는가?

  1. 화학자극운동
  2. 섬모반응
  3. 능동수송
  4. 집단전이
(정답률: 68%)
  • 화학자극운동은 화학적인 자극에 반응하여 움직이는 세포나 미생물의 운동을 말한다. 박테리아는 화학적인 자극에 반응하여 움직이기 때문에 이를 화학자극운동이라고 한다. 이 운동은 섬모반응, 능동수송, 집단전이 등의 다양한 메커니즘으로 이루어진다.
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87. 특정 DNA 부위를 특이적으로 반복 합성하여 시험관 내에서 원하는 DNA 분자를 증폭시키는 방법은?

  1. 연결 반응
  2. 가수분해 반응
  3. 산화환원 반응
  4. 중합효소 연쇄반응
(정답률: 86%)
  • 중합효소 연쇄반응은 특정 DNA 부위를 특이적으로 인식하여 그 부위를 반복적으로 복제하는 기술로, 시험관 내에서 원하는 DNA 분자를 증폭시키는 가장 효과적인 방법입니다. 이는 DNA 복제 과정에서 자연적으로 일어나는 중합효소의 역할을 모방하여 만들어진 기술로, 매우 높은 정확도와 민감도를 가지고 있습니다. 따라서 중합효소 연쇄반응은 분자생물학 분야에서 널리 사용되는 중요한 기술 중 하나입니다.
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88. 멸균에 사용되는 소독제의 종류와 그 작용 기전이 잘못 연결된 것은?

  1. 승홍수(HgCl2) - 세포 기능을 저해함
  2. 에탄올 –세포막을 통과하여 원형질을 저해함
  3. 차아염소산나트륨 –원형질의 단백질 응고나 변성에 의해서 세포기능을 저해함
  4. 염화벤잘코늄 –미생물에 필수적인 효소계를 저해함
(정답률: 58%)
  • 차아염소산나트륨은 원형질의 단백질 응고나 변성에 의해서 세포기능을 저해하는 소독제이다. 다른 보기들은 각각 승홍수(HgCl2)는 세포 기능을 저해하고, 에탄올은 세포막을 통과하여 원형질을 저해하며, 염화벤잘코늄은 미생물에 필수적인 효소계를 저해한다.
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89. 핵산의 구성요소가 아닌 것은?

  1. 오탄당
  2. 인산기
  3. 황산기
  4. 질소염기
(정답률: 86%)
  • 핵산은 오탄당, 인산기, 질소염기로 이루어져 있습니다. 하지만 황산기는 핵산의 구성요소가 아닙니다. 황산기는 황산을 구성하는 요소 중 하나이지만, 핵산의 구성요소는 아닙니다.
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90. 단백질 암호화 서열이 300 개의 base로 구성된 mRNA로부터 합성될 수 있는 단백질의 대략적 인 분자량은? (단, 아미노산 평균분자량은 150 dalton 으로 가정한다.)

  1. 15,000 dalton
  2. 18,000 dalton
  3. 20,000 dalton
  4. 30,000 dalton
(정답률: 79%)
  • 단백질의 분자량은 아미노산의 수와 각 아미노산의 분자량에 따라 결정된다. 이 문제에서는 mRNA가 300개의 base로 구성되어 있으므로, 이는 100개의 아미노산으로 이루어진다고 가정할 수 있다. 따라서, 100개의 아미노산이 평균 150 dalton의 분자량을 가지므로, 100 x 150 = 15,000 dalton이 된다. 따라서, 정답은 "15,000 dalton"이다.
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91. 1 mol의 acetyl-CoA 로부터 시작하여 TCA cycle을 도는 동안 2 mol의 NADH + H+, 1 mol의 FADH2, 1 mol의 ATP가 생성된다. 이것은 결과적으로 몇 mol의 ATP 생성에 기여하는 셈이 되는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

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  3. 10
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(정답률: 53%)
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92. 혈청의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 값이 싼 배지 성분이다.
  2. 거품이 거의 생기지 않는다.
  3. 프라이온의 오염 가능성이 있다.
  4. 가압살균법으로 멸균이 가능하다.
(정답률: 76%)
  • 혈청은 프라이온 오염 가능성이 있다는 것이 옳은 설명입니다. 이는 혈액과 관련된 제품들이 프라이온병과 같은 신경계 질환의 원인이 될 수 있는 프라이온 단백질에 오염될 가능성이 있기 때문입니다. 이러한 이유로 혈액 제품의 생산과 사용에는 엄격한 규제와 안전 대책이 필요합니다.
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93. 품질(보증) 부서 책임자는 시험지시서에 의하여 시험을 지시하여야 하는데 이때 시험지시서에 포함될 항목이 아닌 것은?

  1. 시험항목 및 시험기준
  2. 지시자 및 지시연월일
  3. 제조번호 또는 관리번호
  4. 재가공방법 및 사용상 주의사항
(정답률: 85%)
  • 재가공방법 및 사용상 주의사항은 제품의 품질과는 직접적인 연관이 없는 정보이기 때문에 시험지시서에 포함되지 않습니다. 시험지시서는 제품의 품질을 평가하기 위한 항목들을 명시하고, 시험을 지시하는 역할을 합니다. 따라서 재가공방법 및 사용상 주의사항은 다른 문서나 제품 설명서 등에서 확인할 수 있습니다.
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94. 균류를 자연계에서 분리하는 방법을 옳게 설명한 것은?

  1. 희석 평판법: 주로 토양에서의 분리에 용이하다.
  2. 직접 접종법: 분리 목적으로 하는 균류에 알맞은 조건인 기질을 채집하여 온 시료를 첨가하여 균의 생육을 기다려 분리한다.
  3. 미끼법: 분리원 혹은 그 주위에 신장하는 균류를 광학현미경 아래에서 관찰 분리한다.
  4. 단포자 분리법: 습도를 유지한 샤알레에 분리원을 놓고 기질 위에 출현하는 균류를 분리한다.
(정답률: 58%)
  • 희석 평판법은 균을 희석시켜 적은 양을 평판에 놓고 생장을 기다려 분리하는 방법으로, 토양에서의 균 분리에 용이하다. 이는 토양에서 균이 많이 존재하기 때문에, 희석하여 적은 양을 평판에 놓으면 다양한 종류의 균을 분리할 수 있기 때문이다.
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95. 치료용 단백질 생산 공정에 있어서 다음 중 가장 중요한 요소는?

  1. 생산물의 품질
  2. 생산원가
  3. 생산량
  4. 생산물의 수율
(정답률: 83%)
  • 치료용 단백질은 환자의 건강과 생명에 직접적인 영향을 미치는 중요한 제품입니다. 따라서 생산물의 품질은 가장 중요한 요소입니다. 생산물의 품질이 좋지 않으면 환자의 건강에 악영향을 미칠 수 있으며, 이는 회사의 신뢰성과 이미지에도 영향을 미칩니다. 따라서 생산물의 품질을 유지하고 개선하는 것이 가장 중요합니다.
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96. 전기영동에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 단백질들은 젤의 다공성 구조를 통해 한 방향으로 흐르는데, 속도는 분자가 띠고 있는 전하와 크기에 따라 다르다.
  2. 작은 규모의 젤의 경우 열 발생으로 젤 내부에서 일어나는 온도차에 의한 대류현상이 문제가 된다.
  3. 단백질의 경우 SDS와 머캡토에탄올과 같이 가열하여 변성시킨다.
  4. 음전하를 띠는 SDS와의 복합체를 구성함으로써 젤에서 단백질이 이동한다.
(정답률: 62%)
  • "작은 규모의 젤의 경우 열 발생으로 젤 내부에서 일어나는 온도차에 의한 대류현상이 문제가 된다."가 틀린 것이다. 작은 규모의 젤일수록 열 발생으로 인한 대류현상이 덜 일어나기 때문에 문제가 되지 않는다. 오히려 큰 규모의 젤에서 대류현상이 발생하여 전기영동이 원활하지 않을 수 있다.
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97. 아미노산의 합성을 시작함과 동시에 Methionine을 지정하는 RNA 코드는?

  1. UAA
  2. ATG
  3. TAA
  4. AUG
(정답률: 83%)
  • "AUG"는 메티오닌을 지정하는 RNA 코드인 "start codon"이다. 모든 단백질 합성은 "start codon"으로 시작되며, "AUG"는 대부분의 생물에서 가장 흔하게 사용되는 "start codon"이다. 따라서 아미노산 합성을 시작할 때 "AUG"가 사용된다.
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98. DNA의 한쪽 가닥의 서열이 5′-GAATTC-3′ 이다. 이 가닥과 상보적인 가닥의 서열로 알맞은 것은?

  1. 5′-ACTTAA-3′
  2. 5′-CAATTC-3′
  3. 3′-CTTAAG-5′
  4. 3′-CUUAAG-5′
(정답률: 89%)
  • DNA의 상보적인 가닥은 염기서열이 반대로 뒤집힌 형태이다. 따라서 5′-GAATTC-3′ 가닥의 상보적인 가닥은 3′-CTTAAG-5′ 이다. 이는 G와 C, A와 T가 상보적인 관계에 있기 때문이다. 예를 들어, G가 한 쪽 가닥에 있으면 상보적인 가닥에는 C가 위치하게 된다. 따라서 5′-ACTTAA-3′, 5′-CAATTC-3′, 3′-CUUAAG-5′는 모두 올바른 상보적인 가닥이 아니므로 정답은 3′-CTTAAG-5′이다.
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99. 한 세포로부터 다른 세포로의 DNA 전달이 바이러스에 의해 이루어지는 것은?

  1. 형질전환
  2. 형질도입
  3. 접합
  4. 세포융합
(정답률: 79%)
  • 바이러스는 세포 내부로 침투하여 그 세포의 기계장치를 이용하여 복제됩니다. 이 과정에서 바이러스는 세포의 DNA에 자신의 DNA를 삽입하여 복제를 유도합니다. 이러한 과정을 형질도입이라고 합니다. 따라서, 한 세포로부터 다른 세포로의 DNA 전달이 바이러스에 의해 이루어지는 것은 형질도입입니다.
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100. 4 종류의 염기로 이루어진 조합으로 나타낼 수 있는 코돈의 개수는?

  1. 3
  2. 4
  3. 12
  4. 64
(정답률: 90%)
  • 코돈은 3개의 염기로 이루어져 있으므로, 각각의 염기는 4가지 종류가 있을 수 있습니다. 따라서, 4 x 4 x 4 = 64개의 조합으로 코돈을 나타낼 수 있습니다.
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