바이오화학제품제조기사 필기 기출문제복원 (2018-04-28)

바이오화학제품제조기사
(2018-04-28 기출문제)

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1과목: 미생물공학

1. 회분식 생장곡선 상의 지연기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 지연기는 접종 직후의 시기로서 세포들이 새로운 환경에 적응하는 기간이다.
  2. 배지의 탄소원의 수에 상관없이 한 개의 지연기가 관찰된다.
  3. 접종균이 얼마나 오랫동안 회분식으로 배양되었는가는 지연기의 길이에 큰 영향을 미친다.
  4. 지연기를 최소화하기 위해서는 접종 전에 세포들을 생장 배지에 적응시키는 것이 유리하다.
(정답률: 75%)
  • "배지의 탄소원의 수에 상관없이 한 개의 지연기가 관찰된다."가 틀린 것이다. 지연기는 배지의 탄소원의 수에 따라서 여러 개가 관찰될 수 있다. 이는 탄소원의 종류와 함량에 따라 세포들이 적응하는 속도가 달라지기 때문이다. 예를 들어, 글루코스가 탄소원으로 사용되는 배지에서는 지연기가 짧게 나타나고, 라쿠토스가 탄소원으로 사용되는 배지에서는 지연기가 길게 나타날 수 있다.
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2. 동결보존법으로 미생물을 보존하고자 할 때 사용되지 않는 동해방지제(cryoprotectant)는?

  1. 염화나트륨
  2. 글리세롤
  3. 설탕
  4. 디메틸설폭사이드
(정답률: 69%)
  • 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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3. 식품, 제약 및 화장품에 주로 이용되고 있는 구연산의 대표적인 생산 균주가 아닌 것은?

  1. 대장균
  2. 페니실리움 (Penicillium) 속 곰팡이
  3. 아스퍼질러스 (Aspergillus) 속 곰팡이
  4. 칸디다 (Candida) 속 효모
(정답률: 73%)
  • 대장균은 구연산 생산 능력이 없는 대표적인 장내세균으로, 식품, 제약 및 화장품 등에서 구연산 생산에 이용되지 않습니다. 반면에 페니실리움, 아스퍼질러스, 칸디다는 구연산 생산 능력이 있는 균주로, 식품, 제약 및 화장품 등에서 구연산 생산에 이용됩니다.
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4. 아미노산의 상업적 생산 균주가 아닌 것은?

  1. 브레비박테리움 (Brevibacterium)
  2. 코리네박테리움 (Corynebacterium)
  3. 메틸로모나스 (Methylomonas)
  4. 마이크로박테리움 (Microbacterium)
(정답률: 70%)
  • 메틸로모나스는 메탄산을 이용하여 메탄올을 생산하는 메탄올합성균주로, 아미노산의 생산과는 관련이 없기 때문에 상업적으로 생산되지 않는다. 따라서 정답은 "메틸로모나스"이다.
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5. 비성장속도 (specific growth rate)가 미생물 A는 0.15 hr-1, 미생물 B는 0.30 hr-1이다. 이 두 미생물의 배가시간(doubling)의 차이는 얼마인가?

  1. 0.15 hr
  2. 2.31 hr
  3. 3.44 hr
  4. 4.62 hr
(정답률: 73%)
  • 배가시간은 미생물의 성장속도에 따라 결정된다. 배가시간은 미생물의 세포수가 2배가 되는데 걸리는 시간을 의미한다. 따라서 배가시간은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    배가시간 = ln(2) / 비성장속도

    미생물 A의 배가시간 = ln(2) / 0.15 = 4.62 hr
    미생물 B의 배가시간 = ln(2) / 0.30 = 2.31 hr

    따라서 미생물 A와 B의 배가시간의 차이는 4.62 - 2.31 = 2.31 시간이다.
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6. 미생물은 대수기에서 대수 증식을 한다. 대수 증식기 초기 균수가 103 cell에서 배양 후 109 cell 로 증가하였다면 이 균은 약 몇 회 분열하였는가? (단, log 2 = 0.301 이다.)

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 56%)
  • 미생물이 대수적으로 증식한다는 것은 일정한 비율로 분열한다는 것을 의미한다. 이를 수식으로 나타내면 Nt = N0 x 2t (Nt: t 시간 후 균수, N0: 초기 균수, t: 분열 횟수)가 된다. 따라서, 109 = 103 x 2t 이므로, 2t = 106 이다. 여기서 log를 취하면 t x log 2 = 6 x log 10 이므로, t = 6 x log 10 / log 2 = 19.97... 이다. 따라서, 분열 횟수는 약 20회이다. 따라서, 정답은 "20"이다.
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7. 페니실린 발효에 대한 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 발효 배지에 첨가할 필요가 없다.
  3. 페니실린은 비성장 관련 생산성의 특성을 가진 2차 대사산물이다.
  4. 배양액의 높은 점도는 페니실린 발효 과정 중에 공급되는 산소의 전달을 방해한다.
(정답률: 81%)
  • 틀린 설명은 "페니실린 측쇄의 전구체는 자체적으로 생산되어 발효 배지에 첨가할 필요가 없다." 이다. 페니실린 측쇄의 전구체는 생산되지만, 발효 배지에 첨가하여 생산성을 높일 수 있다. 따라서, 페니실린 생산을 위해서는 페니실린 측쇄의 전구체를 발효 배지에 첨가하는 것이 일반적이다.
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8. 전분 가수분해 과정에서 맨 끝 비환원 말단으로 부터 glucose 단위체를 떨어뜨리는 작용을 하고 α-1,6 글리코시딕 결합에도 작용을 하는 효소는?

  1. α-Amylase
  2. β-Amylase
  3. Pullulanase
  4. Glucoamylase
(정답률: 68%)
  • 전분 가수분해 과정에서 맨 끝 비환원 말단으로 부터 glucose 단위체를 떨어뜨리는 작용을 하는 효소는 α-1,4 글리코시다아제이다. 그러나 α-1,6 글리코시딕 결합에는 작용하지 않는다. 따라서 α-1,6 글리코시딕 결합을 끊어내기 위해서는 Glucoamylase가 필요하다. Glucoamylase는 α-1,4 글리코시다아제와 달리 α-1,6 글리코시딕 결합도 분해할 수 있는 효소이다. 따라서 Glucoamylase는 전분 가수분해 과정에서 맨 끝 비환원 말단으로 부터 glucose 단위체를 떨어뜨리는 작용과 함께 α-1,6 글리코시딕 결합을 끊어내는 작용을 모두 수행할 수 있는 효소이다.
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9. 연속배양(chemostat)의 장점에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 오염의 문제가 적다.
  2. 미생물이 유전적으로 안정화된다.
  3. 이차대사산물의 생산에 적합하다.
  4. 생육속도가 빠른 미생물 배양에 적합하다.
(정답률: 65%)
  • 연속배양은 일정한 속도로 배양액을 공급하여 미생물의 생장을 제어하는 방법이다. 이 방법은 생육속도가 빠른 미생물 배양에 적합하다. 이유는 일반적인 배양법에서는 미생물이 생장하면서 배양액 내의 영양소를 모두 소진하고 죽어버리는데, 연속배양에서는 일정한 속도로 배양액을 공급하기 때문에 미생물이 지속적으로 생장할 수 있다. 따라서 생육속도가 빠른 미생물도 지속적으로 배양할 수 있어 연속배양이 적합하다.
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10. 산업적 발효배지 내에 불용성 입자가 다수 포함 되어 있을 경우 살균조작에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 살균온도를 높이고 살균시간을 줄인다.
  2. 살균온도를 높이고 살균시간을 늘린다.
  3. 살균온도를 낮추고 살균시간을 줄인다.
  4. 살균온도를 낮추고 살균시간을 늘린다.
(정답률: 80%)
  • 산업적 발효배지 내에 불용성 입자가 다수 포함되어 있을 경우, 살균조작에서는 살균온도를 높이고 살균시간을 늘려야 합니다. 이는 불용성 입자가 살균약물에 노출되는 시간을 늘리고, 높은 온도에서 살균약물의 효과를 강화시켜 불용성 입자를 제거하기 위함입니다.
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11. 질소원으로 사용되지 않는 배지 성분은?

  1. Yeast extract
  2. Soy meal
  3. Sucrose
  4. Peptone
(정답률: 83%)
  • 질소원은 미생물이 성장하고 번식하는 데 필요한 요소입니다. 따라서 배지에는 질소원이 반드시 포함되어야 합니다. "Sucrose"는 당분으로, 질소원이 아니기 때문에 배지 성분으로 사용되지 않습니다.
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12. Tricarboxylic acid cycle (TCA) 경로를 경유하지 않고 생성되는 유기산은?

  1. Citric acid
  2. Succinic acid
  3. L-Malic acid
  4. Acetic acid
(정답률: 68%)
  • Acetic acid은 TCA 경로를 경유하지 않고 생성되는 유일한 유기산입니다. 다른 보기들은 모두 TCA 경로에서 생성됩니다.
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13. 산업적 미생물 발효에 기질로 쓰이는 sulfite waste liquor 는 어떤 산업의 부산물로 주로 얻어지는가?

  1. 종이 산업
  2. 옥수수전분 산업
  3. 유가공 산업
  4. 맥주 산업
(정답률: 73%)
  • sulfite waste liquor는 주로 종이 산업에서 나오는 부산물로, 종이를 만들기 위해 나무를 가공할 때 사용되는 화학약품 중 하나인 sulfit을 사용하면서 발생합니다.
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14. 박테리아 세포의 세포벽과 세포막을 파쇄하는데 주로 사용할 수 있는 기기는?

  1. 초음파 분쇄기 (sonicator)
  2. French 압착기
  3. Bead mill
  4. 원심분리기
(정답률: 83%)
  • 초음파 분쇄기는 초음파를 이용하여 물리적인 파동을 발생시켜 샘플을 파쇄하는 기기입니다. 이는 박테리아 세포의 세포벽과 세포막을 파쇄하는 데에 효과적으로 사용될 수 있습니다. French 압착기는 압력을 이용하여 샘플을 파쇄하는 기기이며, Bead mill는 구슬을 이용하여 샘플을 파쇄하는 기기입니다. 원심분리기는 샘플 내의 성분을 분리하는 기기이므로, 세포벽과 세포막을 파쇄하는 데에는 적합하지 않습니다. 따라서, 박테리아 세포의 세포벽과 세포막을 파쇄하는데 주로 사용할 수 있는 기기는 초음파 분쇄기입니다.
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15. 산업용 미생물의 보존 방법 중 가장 낮은 온도로 보존하는 방법은?

  1. 토양배양
  2. 동결건조
  3. 액체질소에 의한 보존
  4. 사면배양기에 의한 보존
(정답률: 79%)
  • 액체질소는 매우 낮은 온도로 냉각되어 있기 때문에, 미생물을 액체질소에 담그면 미생물의 활동이 멈추고 생명력이 유지됩니다. 따라서 액체질소에 의한 보존은 가장 낮은 온도로 미생물을 보존하는 방법 중 하나입니다.
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16. 미생물을 이용하여 이차대사산물인 항생물질을 생산할 때, 생산균의 외부 환경을 공학적으로 조절하는 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 배지의 조성 조절
  2. 배양액의 점도 조절
  3. 미생물의 막투과성 조절
  4. 배지의 수소이온 농도 조절
(정답률: 66%)
  • 미생물의 막투과성 조절은 생산균이 생산하는 항생물질을 외부로 배출하는데 중요한 역할을 합니다. 막투과성이 높으면 항생물질이 쉽게 배출되어 생산량이 높아지지만, 막투과성이 낮으면 항생물질이 배출되지 않아 생산량이 낮아집니다. 따라서 미생물의 막투과성을 조절하여 생산균이 최적의 환경에서 항생물질을 생산할 수 있도록 하는 것이 중요합니다. 반면, 배지의 조성 조절, 배양액의 점도 조절, 배지의 수소이온 농도 조절은 미생물의 생장에 영향을 미치지만, 항생물질 생산과 직접적인 연관성은 적습니다.
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17. 안티코돈 (anticodon)은 다음 중 어느 물질에 존재하는가?

  1. DNA
  2. tRNA
  3. cDNA
  4. mRNA
(정답률: 83%)
  • 안티코돈(anticodon)은 tRNA 분자에 존재합니다. tRNA는 mRNA에서 코돈(codon)에 대응되는 안티코돈을 가지고 있어서, mRNA에서 코돈에 해당하는 아미노산을 tRNA가 운반하게 됩니다. 따라서 tRNA는 단백질 합성에서 중요한 역할을 하며, 안티코돈은 tRNA의 중요한 부분 중 하나입니다.
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18. 이분법으로 분열하는 효모는?

  1. Candida tropicalis
  2. Rhodotorula glutinis
  3. Saccharomyces cerevisiae
  4. Schizosaccharomyces pombe
(정답률: 59%)
  • 이분법으로 분열하는 효모는 Schizosaccharomyces pombe입니다. 이는 이분법으로 분열하는 효모 중 하나로, 세포분열 시 중심체가 분리되는 방식으로 분열합니다. 다른 보기들은 이분법 이외의 다른 분열 방식을 사용하는 효모들입니다.
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19. 초산 발효에 사용되는 대표적인 균주는?

  1. Acetobacter aceti
  2. Penicillium citrinum
  3. Lactobacillus delbrueckii
  4. Saccharomyces cerevisiae
(정답률: 75%)
  • 초산 발효는 에탄올을 초산으로 분해하는 과정이며, 이 과정에서 "Acetobacter aceti" 균주가 사용된다. 이 균주는 에탄올을 산화시켜 에탄올산을 생성하고, 이 에탄올산이 초산으로 분해되는데 이 과정에서 산화반응을 촉진시켜 초산 발효를 원활하게 진행시킨다.
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20. Corynebacterium glutamicum 은 2,6-diaminopimelic acid 경로에 의해 lysine을 생합성한다고 한다. Lysine의 과잉 생산(overproduction)을 위하여 여러 가지 영양 요구주 (auxotroph)를 만들었다. 다음 돌연변이 균주 (mutant) 중 어느 균주가 lysine 생산성이 가장 높을 것으로 예상되는가?

  1. Isoleucine 요구주
  2. Threonine 요구주
  3. Homoserine 요구주
  4. Phenylalanine 과 tyrosine 요구주
(정답률: 71%)
  • Homoserine 요구주는 lysine 생합성 경로에서 중간체인 homoserine을 생산하는 능력이 있기 때문에 lysine 생산에 필요한 전구체를 더 많이 생산할 수 있습니다. 따라서 Homoserine 요구주가 lysine 생산성이 가장 높을 것으로 예상됩니다.
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2과목: 배양공학

21. 식물세포 배양의 특징이 아닌 것은?

  1. 부착의존성 세포
  2. 염료인 시코닌 생산
  3. 세포가 aggregate 되는 현상
  4. 비분화된 세포로부터 식물 전체를 재생시키는 능력 보유
(정답률: 72%)
  • 식물세포 배양은 일반적으로 비분화된 세포로부터 식물 전체를 재생시키는 능력을 가지고 있으며, 염료인 시코닌을 생산하고 세포가 aggregate 되는 현상이 나타납니다. 하지만 부착의존성 세포는 배양 시에 붙어있는 기질에 의존하여 생장하는 세포로, 다른 세포들과 aggregate 되지 않는 특징을 가지고 있습니다. 따라서 "부착의존성 세포"가 정답입니다.
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22. 미생물 자체를 반투성 막의 담체로 직접 피복하여 고정화하는 방법으로 미생물 자체와 결합반응을 일으키지 않는 고정화 방법은?

  1. 흡착 고정화법
  2. 공유 고정화법
  3. 가교 고정화법
  4. 포괄 고정화법
(정답률: 59%)
  • 포괄 고정화법은 미생물 자체를 반투성 막의 담체로 직접 피복하여 고정화하는 방법으로, 미생물 자체와 결합반응을 일으키지 않는다. 이는 다른 고정화법들과는 달리 미생물의 표면에 특정한 화학적 반응을 일으키지 않고, 단순히 미생물의 표면에 물리적으로 붙여 고정화하는 방법이기 때문이다.
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23. 방향족 아미노산이 아닌 것은?

  1. 라이신 (lysine)
  2. 타이로신 (tyrosine)
  3. 트립토판 (tryptophan)
  4. 페닐알라닌 (phenylalanine)
(정답률: 85%)
  • 라이신은 암인산과 결합하여 ATP 합성에 참여하는 암모니아 제거 과정에서 생성되는 암모니아를 전달하는 역할을 하기 때문에 방향족 아미노산이 아닙니다. 반면, 타이로신, 트립토판, 페닐알라닌은 방향족 아미노산입니다.
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24. 미생물의 회분 (batch)식 액체 발효시 가장 결핍되기 쉬운 성분은?

  1. 산소
  2. 포도당
  3. 질소원
  4. 미량원소
(정답률: 71%)
  • 미생물의 회분식 액체 발효는 산소가 필요하지 않은 미생물을 이용하여 이루어지기 때문에, 가장 결핍되기 쉬운 성분은 산소입니다. 산소가 부족하면 미생물의 생존과 성장에 영향을 미치며, 발효 과정에서 원하는 생산물의 양과 품질에도 영향을 미칩니다. 따라서 산소 공급이 중요합니다.
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25. 해당과정 중 ATP를 소모하면서 비가역적인 반응을 촉매하는 효소는?

  1. aldolase
  2. enolase
  3. hexokinase
  4. glucose phosphate isomerase
(정답률: 81%)
  • Hexokinase는 포도당을 포도당-6-인산으로 전환하는 과정에서 ATP를 소모하면서 비가역적인 반응을 촉매합니다. 이 과정은 글리코시다제 경로의 첫 번째 단계이며, 포도당이 세포 내로 들어오면 즉시 hexokinase에 의해 인산화됩니다. 이러한 과정은 세포 내에서 포도당 농도를 유지하고, 포도당이 불필요하게 세포 밖으로 나가는 것을 방지합니다.
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26. 재조합 DNA를 대장균에서 발현시키기 위해 벡터를 사용한다. 벡터가 갖추어야할 요건이 아닌 것은?

  1. 숙주세포 내에서 복제될 수 있어야 한다.
  2. 세포 내로 쉽게 삽입될 수 있어야 한다.
  3. 선택표식 (selection marker)을 가지고 있어야 한다.
  4. 한 개의 제한효소가 여러 자리를 절단할 수 있어야 한다.
(정답률: 85%)
  • 한 개의 제한효소가 여러 자리를 절단할 수 있어야 하는 것은 벡터가 재조합 DNA를 삽입하기 위해 필요한 제한효소를 사용하기 위함입니다. 제한효소는 특정한 DNA 서열을 인식하여 절단하는 효소로, 재조합 DNA를 벡터에 삽입하기 위해서는 벡터와 재조합 DNA가 모두 같은 제한효소를 인식할 수 있어야 합니다. 따라서 한 개의 제한효소가 여러 자리를 절단할 수 있어야 합니다. 다른 보기들은 벡터가 대장균에서 발현될 수 있도록 필요한 조건들입니다.
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27. 미생물 발효에 사용되는 세포 배양기(bioreactor)는 운전방식에 따라 회분식, 유가식, 연속식 배양기 등으로 나눈다. 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 회분식은 다른 공정에 비하여 오염의 위험도가 낮아 대부분의 발효에서 많이 이용되고 있다.
  2. 연속식은 생산성이 높지만 장치비가 많이 요구되고, 오염의 위험성이 있다.
  3. 생성물의 농도를 올리는 방법으로 유가식 방법이 많이 사용된다.
  4. 연속식은 세포 증식이 균일한 상태에서 배양되므로 재조합 균주의 배양에 알맞다.
(정답률: 74%)
  • "연속식은 생산성이 높지만 장치비가 많이 요구되고, 오염의 위험성이 있다."가 틀린 설명입니다. 연속식은 일정한 양의 배지를 계속해서 흘려주면서 세포를 배양하는 방식으로, 생산성이 높은 반면에 오염의 위험성이 낮고, 장치비도 비교적 적게 듭니다. 따라서 연속식은 세포 증식이 균일한 상태에서 배양되므로 재조합 균주의 배양에 알맞다는 설명이 맞습니다.
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28. 다음 중 원핵세포에 해당하는 것은?

  1. 효모
  2. 곰팡이
  3. 세균
  4. 식물
(정답률: 83%)
  • 세균은 원핵세포로 구성되어 있습니다. 즉, 하나의 세포 안에 핵이 하나뿐인 세포를 말합니다. 따라서 세균이 원핵세포에 해당합니다.
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29. 다음 중 정상적인 대장균 세포내 수분을 제거한 건조 세포에서 조성 (wt%)이 가장 큰 것은?

  1. DNA
  2. Protein
  3. Lipid
  4. RNA
(정답률: 83%)
  • 정상적인 대장균 세포내에서는 단백질이 가장 많은 성분입니다. 따라서 수분을 제거한 건조 세포에서도 단백질의 비중이 가장 크게 유지됩니다. 이에 반해 DNA와 RNA는 세포내에서 주로 유전자 정보를 담당하고, lipid는 세포막 구성에 사용되기 때문에 상대적으로 수분이 적은 건조 세포에서는 비중이 낮아집니다.
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30. 세포질량농도를 측정하는 직접법으로 부적절한 방법은?

  1. RNA 측정법
  2. 건조중량 (dry cell weight) 측정법
  3. Optical density (absorbance) 측정법
  4. 충전세포부피 (packed cell volume) 측정법
(정답률: 80%)
  • RNA 측정법은 세포질량농도를 측정하는 직접법이 아니라, RNA 양을 측정하는 방법이기 때문에 부적절한 방법입니다. RNA 양은 세포 내부의 활동성과는 직접적인 연관성이 없기 때문에 세포질량농도를 측정하는 데에는 적합하지 않습니다.
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31. 살균하는 과정에서 배지 성분들 사이의 화학 반응을 방지하기 위하여 서로 분리해서 살균하는 것이 바람직한 배지 성분들로 짝지어진 것은?

  1. 인산(PO4)과 암모늄
  2. 포도당(glucose)과 아미노산
  3. 아미노산(amino acids)와 암모늄
  4. 효모 엑기스(yeast extract)와 아미노산
(정답률: 72%)
  • 살균 과정에서 인산과 암모늄은 함께 살균 시 화학 반응을 일으켜 배지 성분들이 손상될 수 있기 때문에 분리해서 살균하는 것이 바람직합니다. 반면 포도당과 아미노산은 서로 화학 반응을 일으키지 않기 때문에 함께 살균해도 문제가 없습니다. 따라서 포도당과 아미노산이 짝지어진 것입니다.
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32. 다음 중 세포수의 측정과 가장 관련이 없는 것은?

  1. 헤모사이토미터
  2. Petroff-Hausser슬라이드
  3. Coulter 측정기
  4. 점도 측정기
(정답률: 81%)
  • 세포수 측정은 세포의 개수를 셈으로써 이루어지는데, 이를 위해 사용되는 도구들은 모두 세포의 개수를 정량적으로 측정하는데 사용된다. 그러나 점도 측정기는 액체의 점도를 측정하는데 사용되는 도구로, 세포수 측정과는 직접적인 관련이 없다. 따라서 정답은 "점도 측정기"이다.
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33. 배지에 이용되는 미량원소가 아닌 것은?

  1. S
  2. Fe
  3. Mn
  4. Zn
(정답률: 77%)
  • 정답은 "S"입니다.

    배지에 이용되는 미량원소는 대부분 미량영양소로서, 생물체의 생존 및 성장에 필수적인 역할을 합니다.

    Fe(철), Mn(망간), Zn(아연)은 모두 미량원소 중 하나로서, 각각 혈액 생성, 신경 전달, 면역 기능 등 다양한 생물학적 기능을 수행합니다.

    하지만 "S"는 미량원소가 아닙니다. "S"는 화학식으로는 황(Sulfur)으로, 생물체 내에서 아미노산, 비타민 등의 구성 요소로 사용되지만, 미량원소로서의 역할은 없습니다. 따라서 "S"는 배지에 이용되는 미량원소가 아닙니다.
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34. 용존산소농도 또는 산소분압이 해당과정(glycolysis) 속도를 조절하는 경우를 무엇이라고 하는가?

  1. 틴들 효과
  2. 페트리 효과
  3. 파스퇴르 효과
  4. 도플러 효과
(정답률: 73%)
  • 용존산소농도 또는 산소분압이 해당과정(glycolysis) 속도를 조절하는 경우를 "파스퇴르 효과"라고 한다. 이는 파스퇴르가 발견한 현상으로, 고농도의 산소가 존재할 때는 glycolysis가 느리게 일어나지만, 산소가 부족할 때는 glycolysis가 빠르게 일어나는 현상을 말한다. 이는 산소가 존재할 때는 산소를 이용한 호흡이 일어나기 때문에 glycolysis가 느리게 일어나지만, 산소가 부족할 때는 glycolysis를 통해 ATP를 빠르게 생성하기 위해 더 많은 glucose를 분해하기 때문이다.
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35. 세포가 새로운 환경에 적응하는 기간으로 세포에서 새로운 구성 성분의 합성이 이루어지는 시기는?

  1. 유도기
  2. 대수기
  3. 정체기
  4. 사멸기
(정답률: 80%)
  • 세포가 새로운 환경에 적응하는 기간은 유도기이다. 이는 세포가 외부 환경의 변화에 대응하기 위해 새로운 단백질, 리보핵산 등을 합성하는 시기이다. 따라서 유도기는 적응과 변화의 시기로 볼 수 있다.
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36. 분열시 모든 세포가 40 개의 플라스미드를 갖고 있는 경우에 플라스미드 불포함 세포 발생 확률은?

  1. 9.55×10–7
  2. 1.82×10–2
  3. 3.64×10–2
  4. 9.09×10–3
(정답률: 59%)
  • 분열 전에 각 세포는 40개의 플라스미드를 가지고 있으므로, 분열 후에도 모든 세포가 40개의 플라스미드를 가지고 있을 확률은 1입니다. 그러므로 플라스미드를 불포함한 세포가 발생할 확률은 0입니다. 따라서, 보기에서 정답은 "1.82×10–2"이 아니라, 다른 보기 중에서 선택해야 합니다.
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37. 다음 중 유전자 재조합 미생물의 발효에서 플라스미드의 분배적 불안정성을 극복하기 위해 플라미드에 첨가할 수 있는 유전자가 아닌 것은?

  1. Pin sequence
  2. Par sequence
  3. Par B sequence
  4. Cer sequence
(정답률: 63%)
  • "Pin sequence"은 플라스미드의 분배적 불안정성을 극복하기 위한 유전자가 아닙니다. "Par sequence"와 "Par B sequence"는 플라스미드의 분배적 불안정성을 극복하기 위한 유전자로, 플라스미드의 복제 및 분배를 안정적으로 유지하는 역할을 합니다. "Cer sequence"는 효모의 염색체에서 발견되는 유전자로, 플라스미드의 안정성을 높이는 역할을 합니다.
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38. 미생물은 세포막을 통해 세포 내부로 필요한 영양분들을 선택적으로 투과시킨다. 투과되는 물질이 세포막에 존재하는 특정한 단백질 (운반분자)의 도움으로 에너지를 소비하지 않으면서도 투과되는 물질의 농도 구배에 따라 쉽게 세포내로 이동되는 투과조절 (permeability control) 기작을 지칭하는 용어는?

  1. 단순 확산 (Passive diffusion)
  2. 촉진 확산 (Facilitated diffusion)
  3. 능동 수송 (Active transport)
  4. 집단 전이 (Group translocation)
(정답률: 80%)
  • 정답은 "촉진 확산 (Facilitated diffusion)"입니다.

    촉진 확산은 세포막 내부에 존재하는 운반분자의 도움으로 농도 구배에 따라 물질이 세포 내부로 이동하는 기작입니다. 이때 운반분자는 물질과 특이적으로 결합하여 운반합니다. 따라서 에너지를 소비하지 않고도 물질이 이동할 수 있습니다.

    반면에 단순 확산은 물질이 농도 구배에 따라 직접 세포막을 통과하는 것을 말하며, 능동 수송은 에너지를 소비하여 물질을 운반하는 것을 말합니다. 집단 전이는 세포막을 통과하는 물질에 대해 화학적 변화를 일으키면서 운반하는 것을 말합니다.
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39. 배양부피가 100 L이고 최종세포농도가 30 g/L 일 때, 발효 배지로 공급해야 하는 (NH4)2SO4의 양은 얼마인가? (단, 세포의 12%가 질소이고, (NH4)2SO4가 유일한 질소원이다.)

  1. 697 g
  2. 1197 g
  3. 1697 g
  4. 2197 g
(정답률: 59%)
  • 세포의 12%가 질소이므로, 30 g/L의 최종세포농도를 가진 배지에서 질소의 양은 다음과 같다.

    30 g/L x 0.12 = 3.6 g/L

    따라서, 100 L의 배양부피에서 필요한 질소의 양은 다음과 같다.

    3.6 g/L x 100 L = 360 g

    (NH4)2SO4는 질소원으로 유일하므로, 이 양의 질소를 (NH4)2SO4에서 공급해야 한다. (NH4)2SO4의 분자량은 132.14 g/mol 이므로, 다음과 같이 계산할 수 있다.

    360 g 질소 x (1 mol 질소 / 28 g 질소) x (1 mol (NH4)2SO4 / 2 mol 질소) x (132.14 g / mol) = 1697 g

    따라서, 정답은 "1697 g" 이다.
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40. 한 화합물을 산화시킬 때 산소로 전달되는 전자를 가용전자라 한다. CH3OH 와 같은 화학식을 갖는 기질의 가용전자수는 몇 개인가?

  1. 4
  2. 6
  3. 8
  4. 10
(정답률: 63%)
  • CH3OH의 화학식을 보면 탄소(C) 원자가 1개, 산소(O) 원자가 1개, 수소(H) 원자가 4개 있음을 알 수 있다. 이 중에서 산소 원자는 전자를 2개씩 가지고 있으므로, 산소 원자 1개당 2개의 가용전자가 존재한다. 따라서 CH3OH 분자 전체의 가용전자수는 2 x 1 + 4 x 1 = 6개가 된다. 따라서 정답은 "6"이다.
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3과목: 생물반응공학

41. 발효조의 운전에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 이차대사산물을 생산하는 경우 초기에 많은 영양분을 공급하여 균체를 성장시키고 후기에는 포도당의 농도가 낮아지고 균체의 증식율이 낮아지기 때문에 chemostat 운전이 적절하다.
  2. 기질이 세포의 성장에 해로울 때는 기질을 점차적으로 공급하여 기질저해 현상을 줄일 수 있으므로 유가배양 방식이 유리하다.
  3. 세포 자체나 세포내 대사산물의 생산을 목표로 하는 경우 연속식 조업에서 희석율이 높아지면 생산성이 높아진다.
  4. 재순환 연속 반응기에서는 분리 장치를 이용하여 균체의 일부를 재순환하므로 희석율을 크게 하여도 wash out이 일어나지 않을 수 있다.
(정답률: 53%)
  • "세포 자체나 세포내 대사산물의 생산을 목표로 하는 경우 연속식 조업에서 희석율이 높아지면 생산성이 높아진다."가 틀린 것이다. 실제로는 희석율이 낮을수록 생산성이 높아지는 경향이 있다. 이는 희석율이 낮을수록 균체의 증식율이 높아지기 때문이다. 따라서 이차대사산물을 생산하는 경우 초기에 많은 영양분을 공급하여 균체를 성장시키고 후기에는 포도당의 농도가 낮아지고 균체의 증식율이 낮아지기 때문에 chemostat 운전이 적절하다.
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42. 온도, 농도 등의 생물공학 관련 인자에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 온도는 세포의 기능에 영향을 미치는 중요한 인자이다.
  2. 미생물은 최적생장 온도에 따라 저온성 미생물, 중온성 미생물, 호열성 미생물로 나뉜다.
  3. 수소이온농도(pH)는 효소 활성에 영향을 미침으로써 미생물의 생장 속도에 영향을 미친다.
  4. 산소는 물에 잘 녹기 때문에 미생물 발효에 있어 제한기질이 될 수 없다.
(정답률: 86%)
  • "산소는 물에 잘 녹기 때문에 미생물 발효에 있어 제한기질이 될 수 없다."는 틀린 설명입니다. 실제로 산소는 미생물 발효에 있어서 제한기질이 될 수 있습니다. 산소가 존재하면 미생물이 호흡을 하여 발효 대사를 하지 않기 때문입니다. 따라서 미생물 발효 과정에서는 적절한 산소 제어가 필요합니다.
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43. 어느 특정 미생물에 대한 실험 측정 결과 기질탄소 (포도당 내 포함된 탄소)의 2/3(wt/wt)가 다음 식과 같이 바이오매스 (biomass)로 전환 하였다고 가정하였을 때 다음 반응의 양론 계수로 옳은 것은?

  1. a=1.473, b=0.782, c=0.909, d=3.854, e=2
  2. a=1.473, b=0.782, c=0.609, d=3.854, e=2
  3. a=1.473, b=0.682, c=0.909, d=2.854, e=2
  4. a=1.573, b=0.782, c=0.909, d=2.854, e=2
(정답률: 68%)
  • 이 반응식은 기질탄소를 CO2로 분해하는 과정이다. 따라서 기질탄소의 몰량과 CO2의 몰량은 같다.

    기질탄소 1 mol → CO2 1 mol

    기질탄소의 질량은 2/3이므로, CO2의 질량은 2/3이다.

    CO2 2/3 g → 생물량 (biomass) x g

    따라서, CO2의 몰량과 생물량의 몰량은 같다.

    CO2 1 mol → 생물량 (biomass) 1 mol

    따라서, 생물량의 질량은 CO2의 질량과 같다.

    생물량 (biomass) 2/3 g → CO2 2/3 g

    따라서, a=1.473, b=0.782, c=0.909, d=3.854, e=2 이다.
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44. 균형성장(balanced growth)기에 있는 미생물에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 생체 조성이 일정하다.
  2. 생체구성물질의 합성속도는 미생물의 비성장속도(specific growth rate)에 비례한다.
  3. 생체구성 물질의 양이 일정하다.
  4. 탄소원 소모속도와 질소원 소모속도 사이에는 비례 관계가 존재한다.
(정답률: 53%)
  • "생체구성 물질의 양이 일정하다."가 틀린 것이다. 균형성장 기에 있는 미생물은 생체구성물질의 합성속도와 분해속도가 서로 같아져서 생체 조성이 일정하게 유지되는 것이 특징이다. 따라서 생체구성물질의 합성속도와 분해속도가 일정하게 유지되면서 미생물의 생장이 일어나면 생체구성물질의 양도 증가하게 된다.
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45. 초기 액상부피가 1 L인 생물반응기에 고농도의 포도당을 시간 당 0.5 L로 주입하는 유가식 배양을 통해 2시간후에 50 g의 세포를 얻었다. 초기 세포농도를 무시할 만큼 낮다고 가정한다면, 이때 반응기에서의 세포의 농도는 몇 g/L인가?

  1. 100
  2. 50
  3. 25
  4. 10
(정답률: 62%)
  • 유가식 배양에서는 세포가 지수적으로 증가하므로, 2시간 후에 50 g의 세포를 얻었다는 것은 초기 세포 농도가 0이 아니라는 것을 의미한다. 따라서 초기 세포 농도를 무시할 수 없다. 초기 세포 농도가 알려져 있지 않으므로, 이 문제에서는 답을 구할 수 없다. 따라서 정답은 "불가능"이다.
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46. 동물세포 생물 반응기의 설계에 관한 내용으로 옳은 것은?

  1. 동물세포는 공기 공급 시 강한 교반이 이루어지도록 설계한다.
  2. 동물세포 생물 반응기의 설계에서 지지표면대 부피의 비가 어느 경우에도 가장 중요한 설계인자이다.
  3. 공기의 공급이 이루어지지 않도록 설계한다.
  4. CO2가 보강된 공기의 공급이 이루어지도록 설계되어야 한다.
(정답률: 71%)
  • 동물세포는 호흡을 통해 에너지를 생산하기 때문에 산소가 필요하고, 이 과정에서 CO2가 발생합니다. 따라서 CO2가 보강된 공기의 공급이 이루어지도록 설계되어야 합니다.
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47. 가변체적 유가식 배양 시 준정상상태 (quasi-steady state)에서 비성장속도에 대한 설명과 운전 방식에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 희석속도와 같으며 시간이 경과함에 따라 감소하도록 운전하는 것이 일반적이다.
  2. 희석속도와 같으며 일정한 값을 갖도록 운전하는 것이 일반적이다.
  3. 희석속도보다 느리며 일정한 값을 갖도록 운전하는 것이 일반적이다.
  4. 희석속도보다 느리며 시간이 경과함에 따라 증가하도록 운전하는 것이 일반적이다.
(정답률: 47%)
  • 정답은 "희석속도와 같으며 시간이 경과함에 따라 감소하도록 운전하는 것이 일반적이다."입니다.

    가변체적 유가식 배양에서는 세포가 지속적으로 성장하고 분열하면서 배양액의 부피가 증가합니다. 이에 따라 세포당 영양분 농도는 감소하게 되는데, 이를 보완하기 위해 일정 시간마다 일부 배양액을 제거하고 새로운 배양액을 보충하는 방식으로 운전합니다. 이때 제거되는 배양액의 양을 희석속도라고 하며, 이와 같은 속도로 운전하면 비성장속도가 희석속도와 같아지고 시간이 경과함에 따라 감소하게 됩니다. 이는 세포가 지속적으로 성장하고 분열하면서 영양분 농도가 감소하는 상황을 고려한 것입니다. 따라서 "희석속도와 같으며 시간이 경과함에 따라 감소하도록 운전하는 것이 일반적이다."가 옳은 설명입니다.
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48. 다음 중 산소공급(aeration)이 어려운 경우는?

  1. 빵효모 발효
  2. 조류(algae) 배양
  3. Newtonian 액체
  4. 점액질의 곰팡이 발효
(정답률: 69%)
  • 점액질의 곰팡이 발효는 곰팡이가 끈적거리는 점액질의 환경에서 일어나기 때문에 산소공급이 어려운 경우입니다. 산소가 부족한 환경에서는 곰팡이가 생존하기 위해 산소를 대체할 다른 화학물질을 이용하게 되는데, 이로 인해 발효 과정에서 다양한 화학물질이 생성됩니다.
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49. 알로스테릭 (allosteric) 효소의 속도식이 Michaelis-menten 속도식과 같아지게 되는 협동계수 n의 값은?

  1. 0
  2. 1
  3. -1
  4. 2
(정답률: 76%)
  • 알로스테릭 효소는 어떤 화학 반응을 촉진하거나 억제하는 데에 다른 분자가 결합하는 비활성화된 사이트를 가지고 있다. 이 결합은 효소의 활성화 상태를 변화시키며, 이를 협동이라고 한다.

    협동계수 n은 협동의 정도를 나타내는 값으로, n이 1보다 크면 양의 협동, n이 1보다 작으면 음의 협동이 일어난다. n이 1이면 협동이 없는 상태이다.

    따라서 알로스테릭 효소의 속도식이 Michaelis-menten 속도식과 같아지게 되는 협동계수 n의 값은 1이다. 이는 알로스테릭 효소가 협동이 없는 상태일 때와 같은 속도식을 가지게 된다는 것을 의미한다.
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50. 고정화 세포계에서의 생물반응기에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 동물세포의 경우 세포는 필터와 같이 기계적 장치에 의해 반응조 안에 머물게 하는 관류 (perfusion) 방식으로 운전된다.
  2. 고정화 동물세포 배양기는 유동층(fluidized-bed) 형태로 운전되는데 아주 낮은 재순환을 필요로 한다.
  3. 고정화 세포를 이용한 폐기물처리 시스템에서는 아주 낮은 재순환이 필수적인데, 이때 계는 연속식 반응기에 가깝다.
  4. 지지담체의 강도가 약할 경우 충전관 (packed-column) 반응기 같이 높은 수력학적 전단응력을 가지는 반응기가 선호된다.
(정답률: 53%)
  • 고정화 세포계에서의 생물반응기는 유동층(fluidized-bed) 형태로 운전되며, 아주 낮은 재순환을 필요로 합니다. 이는 고정화 세포를 이용한 폐기물처리 시스템에서 필수적인데, 이때 계는 연속식 반응기에 가깝다는 것을 의미합니다. 따라서 "동물세포의 경우 세포는 필터와 같이 기계적 장치에 의해 반응조 안에 머물게 하는 관류 (perfusion) 방식으로 운전된다."는 설명과는 관련이 없습니다.
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51. 세포 고정화 방법 중 수동적 고정화 방법은?

  1. 고분자의 젤화
  2. 고분자의 침전
  3. 이온교환 젤화
  4. 생물막의 이용
(정답률: 68%)
  • 생물막의 이용은 세포를 고분자나 이온교환체 등으로 고정하는 것이 아니라, 생물막 자체를 이용하여 세포를 고정하는 방법입니다. 이 방법은 세포의 구조나 기능을 보존할 수 있으며, 세포 내부의 물질 이동도 가능합니다. 또한, 생물막은 자연적으로 세포를 고정시키는 역할을 하기 때문에, 추가적인 화학처리나 기계적인 처리가 필요하지 않습니다. 따라서, 수동적 고정화 방법 중에서는 생물막의 이용이 가장 효과적인 방법 중 하나입니다.
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52. 연속교반 흐름 반응기를 이용하여 발효 공정을 수행하던 중 거품이 많이 발생하는 문제가 발생 되었다. 이에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 거품 제거를 위해 head space가 필요하다.
  2. 거품 때문에 발효기의 최종 생산성이 제한 될 수 있다.
  3. 화학적 계면활성제의 첨가로 거품을 줄일 수 없다.
  4. 기계적 거품제거기로 거품을 줄일 수 있다.
(정답률: 81%)
  • "화학적 계면활성제의 첨가로 거품을 줄일 수 없다."가 틀린 것이다. 화학적 계면활성제는 표면장력을 낮추어 거품을 제거하는 역할을 한다. 따라서 화학적 계면활성제의 첨가로 거품을 줄일 수 있다.
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53. 세포의 비성장 속도를 나타내는 단순한 식인 모노드식 (Monod equation)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 제한 기질 이외 다른 영양소들의 농도 변화는 비성장 속도에 영향을 미치지 않는다고가정한다.
  2. 성장 제한 기질이 최소 둘 이상이다.
  3. 비성장 속도가 최대가 된 후 기질을 그 이상 첨가해도 비성장속도는 증가하지 않는다.
  4. 비성장 속도는 제한 기질의 농도에 좌우된다.
(정답률: 70%)
  • "성장 제한 기질이 최소 둘 이상이다."라는 설명이 옳지 않습니다. 실제로는 성장 제한 기질이 하나만 존재해도 모노드식을 적용할 수 있습니다. 그러나 여러 가지 제한 기질이 존재할 경우, 각 제한 기질의 농도에 따라 비성장 속도가 결정되므로, 이를 고려하여 모델링해야 합니다.
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54. 산업용 발효 배지의 탄소원으로 잘 쓰이지 않는 것은?

  1. 당밀
  2. 타피오카
  3. whey
  4. 요소
(정답률: 77%)
  • 정답은 "요소"입니다. "당밀", "타피오카", "whey"는 모두 탄소원으로 사용되는 식물성 또는 동물성 원료입니다. 하지만 "요소"는 화학적으로 순수한 상태로 존재하기 때문에 탄소원으로 사용되지 않습니다.
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55. 다음 고정화 효소계에서의 유효인자 (effectiveness factor)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 효소가 고정화된 입자의 크기가 클수록 유효인자도 커진다.
  2. 유효인자가 클수록 물질 전달 속도는 증가한다.
  3. 영차 (zero order) 반응에 대해서 유효인자는 1 이다.
  4. 확산저항이 있을 때의 반응속도에 대한 확산저항이 없을 때의 반응속도의 비이다.
(정답률: 45%)
  • "효소가 고정화된 입자의 크기가 클수록 유효인자도 커진다."라는 설명이 틀린 것은 아니다.

    효소가 고정화된 입자의 크기가 클수록 입자의 표면 면적 대비 부피가 작아지기 때문에, 입자 내부로의 물질 전달 속도가 빨라지게 된다. 이는 유효인자가 증가하게 되는 이유이다. 따라서 "효소가 고정화된 입자의 크기가 클수록 유효인자도 커진다."는 옳은 설명이다.

    "유효인자가 클수록 물질 전달 속도는 증가한다."는 옳은 설명이다.

    "영차 (zero order) 반응에 대해서 유효인자는 1 이다."는 옳은 설명이다.

    "확산저항이 있을 때의 반응속도에 대한 확산저항이 없을 때의 반응속도의 비이다."는 유효인자와 관련이 없는 설명이다. 이는 확산저항과 관련된 다른 개념인데, 이는 반응속도를 결정하는 데에 영향을 미치는 요인 중 하나이다.
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56. 효소의 coenzyme에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 효소 반응은 항상 coenzyme을 필요로 한다.
  2. 비타민 등은종종 coenzyme으로 사용된다.
  3. 모든 coenzyme은 동일한 방식으로 반응에 참여한다.
  4. 동일한 coenzyme을 필요로 할 경우 효소가 달라도 동일한 반응을 수행한다.
(정답률: 72%)
  • 효소는 반응을 촉진시키는 단백질이지만, 일부 효소는 반응에 필요한 보조 물질인 coenzyme을 필요로 합니다. 이러한 coenzyme 중에는 비타민 등의 영양소가 있어서, 이들이 부족하면 효소 활동이 저하될 수 있습니다. 따라서 비타민 등의 영양소는 종종 coenzyme으로 사용되며, 이는 인체에서 이러한 영양소의 중요성을 보여줍니다.
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57. 어떤 효소의 활성화 에너지는 11 kcal/g·mol 이다. 온도를 20 ℃에서 30 ℃로 높이면 반응속도는 어떻게 되는가? (단, 온도의존성은 아레니우스식을 따른다고 가정한다.)

  1. 1.87 배 증가
  2. 1.87 배 감소
  3. 1.16 배 증가
  4. 1.16 배 감소
(정답률: 62%)
  • 아레니우스식은 온도가 10 ℃ 상승할 때마다 반응속도가 약 2배 증가한다는 것을 나타낸다. 따라서 온도가 20 ℃에서 30 ℃로 높아지면 온도가 10 ℃ 상승하므로 반응속도는 약 2배 증가한다. 이에 따라 활성화 에너지가 11 kcal/g·mol인 효소의 반응속도는 2배 증가하여 1.87 배 증가하게 된다. 따라서 정답은 "1.87 배 증가"이다.
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58. 균일한 집단에서 멸균을 통해 반응기를 살균한 경우 오염되어 실패할 확률은 다음과 같다. 여기서 P(t)는 오염에 의한 배양 실패 확률, P0(t)는 멸균 성공 확률, kd는 비사멸속도, t는 살균시간, NO는 반응기내에서의 오염균 개체수라고 할 때, 10,000 리터 용기에서 오염균에 대한 배양 실패 확률은 얼마인가? (단, kd·t는 20이고, 리터당 세포수는 105이다.)

  1. 0.1
  2. 0.682
  3. 0.873
  4. 1
(정답률: 41%)
  • 반응기 내에서의 오염균 개체수 NO는 용기의 크기와 리터당 세포수를 곱한 값이므로 NO = 10,000 × 10^5 = 10^9 이다.

    P(t) = 1 - P0(t) × e-kdtNO 이므로,

    P(t) = 1 - 0.999 × e-20 × 10^9 = 0.873 이다.

    따라서, 정답은 "0.873"이다.
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59. 미생물의 회분식 배양에서 배양 초기의 성장 지연기간 (lag phase)을 줄이기 위한 방법이 아닌 것은?

  1. 종균 배양액과 본 배양액의 배지 조성이 비슷하도록 한다.
  2. 본 배양액에 접종하는 종 배양액의 부피를 늘린다.
  3. 본 배양의 초기 온도를 높인다.
  4. 종 배양 중 지수성장단계(exponential growth phase)에 있는 배양액을 본 배양으로 옮긴다.
(정답률: 65%)
  • 본 배양의 초기 온도를 높이는 것은 성장 속도를 높이기 때문에 성장 지연기간을 줄일 수 있습니다. 초기 온도가 높을수록 미생물의 활동성이 높아지기 때문에 성장 속도가 빨라지고, 성장 지연기간이 짧아집니다. 따라서, 본 배양의 초기 온도를 높이는 것은 성장 지연기간을 줄이기 위한 효과적인 방법 중 하나입니다.
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60. Michaelis-Menten 속도식의 계수를 구하는데 이용되는 Eadie-Hofstee 도표의 x축과 y축은? (단, V는 효소반응의 산물생성속도이며 [S]는 기질의 농도이다.)

  1. x 축은 1/[S], y 축은 1/V 이다.
  2. x 축은 V, y 축은 V/[S] 이다.
  3. x 축은 [S], y 축은 [S]/V 이다.
  4. x 축은 V/[S], y 축은 V 이다.
(정답률: 51%)
  • Eadie-Hofstee 도표는 Michaelis-Menten 속도식을 선형으로 변환하여 효소반응속도를 계산하는 방법 중 하나이다. 이 도표에서 x축은 V/[S]이고 y축은 V이다. 이는 Michaelis-Menten 속도식에서 V = Vmax[S]/(Km + [S])를 x축과 y축으로 나누어서 표현한 것이다. V/[S]는 [S]에 대한 V의 비율을 나타내며, y축의 V는 효소반응의 산물생성속도를 나타낸다. 따라서 Eadie-Hofstee 도표에서 x축은 V/[S], y축은 V로 설정된다.
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4과목: 생물분리공학

61. 다음 분리기술 중 조업압력이 가장 높은 것은?

  1. 역삼투 (RO)
  2. 한외여과 (UF)
  3. 미세여과 (MF)
  4. 나노여과 (Nano-Filtration)
(정답률: 72%)
  • 역삼투 (RO)가 가장 조업압력이 높은 분리기술이다. 이는 RO가 가장 작은 입자 크기를 제거하기 때문이다. RO는 물 분자를 포함한 모든 입자를 제거하기 때문에 조업압력이 높아야 한다. 반면, UF, MF, 나노여과는 RO보다 입자 크기가 크기 때문에 조업압력이 낮다.
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62. 결정화 용해도-온도 곡선인 Miers diagram에서 자발적인 물질의 침전이 이루어지는 영역은?

  1. Labile 영역
  2. Metastable 영역
  3. Intermediate 영역
  4. Undersaturation 영역
(정답률: 54%)
  • Miers diagram에서 Labile 영역은 용액이 포화 상태에서 냉각되면 자발적인 침전이 발생하는 영역입니다. 이 영역에서는 침전물질이 빠르게 형성되고, 침전물질의 결정화는 불안정합니다. 따라서 이 영역에서는 침전물질이 빠르게 형성되고 불안정하기 때문에, 침전물질의 성장이 매우 빠르게 일어납니다.
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63. 원심분리 공정에서 침강 속도를 옳게 설명한 것은?

  1. 점도에 비례한다.
  2. 원심력에 비례한다.
  3. 입자 직경 제곱근에 반비례한다.
  4. 입자 직경 자승에 반비례한다.
(정답률: 84%)
  • 원심분리 공정에서 침강 속도는 원심력에 비례한다. 이는 입자가 회전 중심에서 멀어질수록 원심력이 증가하기 때문이다. 따라서 입자가 크거나 무거울수록 빠르게 침강하게 된다. 점도는 입자의 침강 속도에 영향을 미치지만, 원심력에 비해 영향이 적다. 입자 직경 제곱근이나 자승에 반비례하는 것은 잘못된 설명이다.
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64. 다음 회수 정제 공정 중 구연산의 회수 정제 공정에서 사용되지 않는 것은?

  1. 균사체 여과
  2. Ca(OH)2 첨가
  3. 활성탄을 이용한 탈색
  4. SP-Sephadex C-25 흡착
(정답률: 63%)
  • 구연산의 회수 정제 공정에서는 균사체 여과, Ca(OH)2 첨가, 활성탄을 이용한 탈색이 사용되지만, SP-Sephadex C-25 흡착은 사용되지 않는다. 이는 SP-Sephadex C-25이 구연산을 흡착하지 않기 때문이다. SP-Sephadex C-25은 일반적으로 단백질 정제에 사용되는 흡착제이다.
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65. 증류탑의 단효율이 60% 이고, McCabe-Thidele 법으로 구한 이론 단수가 12일 때 설계하여야 할 단수는 ?

  1. 7단
  2. 20단
  3. 25단
  4. 30단
(정답률: 71%)
  • 증류탑의 단효율이 60%이므로, 한 단에서 40%의 물질이 증류되지 않고 남는다는 것을 의미합니다. 따라서 이론 단수가 12단이라면, 12단에서 40%의 물질이 증류되지 않고 남게 됩니다. 이를 감안하여 설계할 때, 최종적으로 필요한 순수한 물질의 양을 고려하여 단수를 결정해야 합니다.

    만약 설계한 증류탑이 20단이라면, 20단에서는 0.4^20 (약 0.00001)만큼의 물질이 증류되지 않고 남게 됩니다. 이는 매우 작은 양이므로, 거의 모든 물질이 순수한 상태로 증류될 것입니다. 따라서 이론 단수가 12단일 때, 적어도 20단의 증류탑이 필요하다고 할 수 있습니다.
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66. 다음 중 화학적 방법에 의한 세포 파쇄 방법이 아닌 것은?

  1. 삼투압 충격
  2. 알칼리 처리
  3. 계면활성제 처리
  4. 초음파 처리
(정답률: 79%)
  • 초음파 처리는 물리적 방법에 속하며, 화학적 방법이 아니다. 다른 보기들은 화학적 방법에 속하는 세포 파쇄 방법이다.
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67. 보울 원심분리기에서 발효액 공급속도가 50L/min이고, 1000 rpm에서 90%의 균체가 회수 되었다. 200 L/min의 발효액 공급속도에서 90%의 균체가 회수되기 위해 요구되는 운전속도는?

  1. 1500 rpm
  2. 2000 rpm
  3. 4000 rpm
  4. 6000 rpm
(정답률: 54%)
  • 보울 원심분리기에서 회수되는 균체의 비율은 운전속도와 발효액 공급속도에 영향을 받는다. 따라서, 발효액 공급속도가 50L/min일 때 1000 rpm에서 90%의 균체가 회수되었다면, 운전속도를 높여서 발효액 공급속도를 200 L/min으로 늘리면서도 90%의 균체를 회수하기 위해서는 운전속도를 더 높여야 한다. 따라서, "2000 rpm"이 정답이다.
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68. 분리 정제 공정의 배양물 선택 시, 고려사항이 아닌 것은?

  1. 제품의 용도
  2. 제품의 성질
  3. 배양물의 탁도
  4. 생산물의 축적 농도
(정답률: 63%)
  • 배양물의 탁도는 분리 정제 공정에서 배양물을 선택하는 데 있어서 고려해야 할 중요한 요소 중 하나입니다. 탁도란 물질이 물 속에서 떠다니는 정도를 나타내는 지표로, 높은 탁도는 분리 정제 공정에서 물질의 분리를 어렵게 하고, 제품의 품질을 저하시킬 수 있습니다. 따라서 배양물의 탁도는 선택 시 고려해야 할 중요한 요소 중 하나입니다.
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69. 덱스트란과 함께 액/액 2상계 (two phase system) 시스템을 형성하여 단백질 분리에 사용되는 물질은?

  1. 에탄올
  2. (NH4)2SO4
  3. 아세토니트릴
  4. 폴리에틸렌글라이콜(PEG)
(정답률: 77%)
  • 덱스트란은 수용성이 있는 단백질을 분리하는 데에 사용되는데, 이때 덱스트란과 함께 액/액 2상계 시스템을 형성하여 분리를 진행합니다. 이때 덱스트란과 함께 사용되는 물질은 덱스트란과 상호작용하면서 단백질을 분리하는 역할을 합니다. 이 중에서 폴리에틸렌글라이콜(PEG)은 덱스트란과의 상호작용이 높아서 단백질을 효과적으로 분리할 수 있습니다. 따라서 폴리에틸렌글라이콜(PEG)이 단백질 분리에 사용되는 물질로 선택됩니다.
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70. 등전 침전 (isoelectric precipitation)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 높은 표면 소수성 즉, 비극성 표면을 나타내는 단백질에는 효과적이지 않다.
  2. 단백질이 아무 전하도 띠지 않는 pH인 등전점에서의 단백질 침전이다.
  3. 가격은 저렴하지만 낮은 pH에서는 단백질이 변성될 수 있다.
  4. 단백질의 등전점은 pI = (pK1 + pK2) / 2로 정의된다.
(정답률: 63%)
  • "높은 표면 소수성 즉, 비극성 표면을 나타내는 단백질에는 효과적이지 않다."가 틀린 이유는 등전 침전은 단백질의 전하와 상관없이 작용하기 때문이다. 등전 침전은 단백질의 등전점에서 일어나는데, 등전점은 단백질의 전하와는 무관하게 pI = (pK1 + pK2) / 2로 정의된다. 따라서 등전 침전은 단백질의 표면 소수성과는 무관하게 작용한다.
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71. CO2를 사용하며, 식품공업에서 활발히 사용되는 환경 친화적인 분리 기술은?

  1. 막분리
  2. 액-액 추출
  3. 초임계 추출
  4. 이온교환 크로마토그래피 활용
(정답률: 82%)
  • 초임계 추출은 CO2를 이용하여 용매를 대체하는 분리 기술로, 환경 친화적이며 안전하고 효율적인 방법이다. CO2는 초임계 상태에서 액체와 기체의 경계가 없어져 용매로서의 역할을 할 수 있으며, 이를 이용하여 원하는 물질을 추출할 수 있다. 따라서 식품공업에서는 초임계 추출을 이용하여 천연색소, 향료, 유지 등을 추출하는 등 다양하게 활용되고 있다.
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72. 이상적인 액체 추출제의 구비 조건으로 옳은 것은?

  1. 독성이 있다.
  2. 가격이 비싸다.
  3. 높은 분배계수를 가진다.
  4. 발효액과의 상호 용해성이 높다.
(정답률: 79%)
  • 이상적인 액체 추출제는 높은 분배계수를 가지는 것이 중요합니다. 이는 추출하고자 하는 물질과 추출제 간의 분배상수가 높을수록 추출 효율이 높아지기 때문입니다. 즉, 물질이 추출제에 잘 녹아 분배되어 추출이 용이해지는 것입니다. 독성이 없고 가격이 저렴하며 발효액과의 상호 용해성이 높다면 더 이상적인 액체 추출제가 될 수 있습니다.
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73. 활성화에너지가 20000 cal/mol이고 속도상수가 3×1012min-1일 때, 27℃에서 100분간의 건조에 의한 효소의 활성 잔존율은 약 몇 % 인가? (단, 기체상수는 1.99 cal/mol·K 이다.)

  1. 43
  2. 57
  3. 93
  4. 97
(정답률: 31%)
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74. 이온교환수지의 담체(matrix)로 합성고분자 물질이나 천연고분자물질을 사용할 때 수지 제조에 사용되고 있는 가교제(crosslinking agent)의 영향으로 옳지 않은 것은?

  1. Styrene계 고분자 수지의 가교제로 divinylbenzene을 사용할 수 있다.
  2. 가교제의 함량이 크면 팽창 및 수축도가 증가한다.
  3. 가교제의 함량이 크면 수지의 기계적 강도가 증가한다.
  4. 가교제의 함량이 크면 이온교환 속도가 감소할 수 있다.
(정답률: 50%)
  • 가교제의 함량이 크면 팽창 및 수축도가 증가하는 이유는, 가교제가 수지 분자 사이에 결합하여 분자 간 거리를 줄이고, 이로 인해 수지 분자가 서로 끌어당겨 팽창 및 수축도가 증가하기 때문이다.
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75. 효소 생산균주 분리를 위한 액체 집적 배양법에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 선택배지에 효소 생산균의 생육을 촉진해주는 효소 기질을 첨가해 준다.
  2. 다른 균에 비해 소수균을 증가시키기 위해 실시한다.
  3. 혼합배양계에 범용의 미생물 생육물질을 첨가해 준다.
  4. 혼합배양계에 특정의 생육저해제를 첨가해 준다.
(정답률: 58%)
  • 선택배지에 효소 생산균의 생육을 촉진해주는 효소 기질을 첨가해 준다는 것은, 효소 생산균이 필요로 하는 영양소를 제공하여 생육을 촉진시키는 것을 의미합니다. 이는 효소 생산균을 다른 균으로부터 구분하여 분리하기 위해 필요한 과정입니다.
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76. 생물 물질의 특성에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 생산물은 열에 강하다.
  2. 분리해야 될 생산물이 다양하다.
  3. 생산물은 수용성 배지에서 묽은 농도로 존재한다.
  4. 생산물과 비슷한 물리·화학적 특성을 갖는 불순물이 포함되어 있다.
(정답률: 76%)
  • "생산물은 열에 강하다."는 틀린 설명입니다. 사실 생산물은 열에 민감하며, 고온이나 고압 등의 환경에서 안정성을 잃을 수 있습니다. 이는 생산물의 구조와 화학적 특성에 따라 다르며, 이를 고려하여 적절한 보관 및 처리가 필요합니다.
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77. 효모 세포벽의 투과도를 향상시키기 위해 가장 많이 사용되는 유기용매는?

  1. 헥산 (hexane)
  2. 톨루엔 (toluene)
  3. 에탄올 (ethanol)
  4. 벤젠 (benzene)
(정답률: 66%)
  • 톨루엔은 효모 세포벽의 지질층을 용해시켜 효모 세포벽의 투과도를 향상시키는데 가장 효과적인 유기용매 중 하나입니다.
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78. 세포배양액 또는 발효액으로부터 사용한 세포를 회수 또는 제거하기 위하여 일반적으로 사용하는 방법이 아닌 것은?

  1. 응집
  2. 원심분리
  3. 용매 추출
  4. 회전진공여과기
(정답률: 55%)
  • 용매 추출은 세포를 회수 또는 제거하는 방법이 아니라, 세포 외부에 있는 물질을 추출하기 위한 방법이기 때문에 정답입니다. 다른 보기들은 세포를 회수 또는 제거하기 위한 방법으로 사용됩니다.
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79. α-아미노산의 α-탄소에 일반적으로 결합되어 있는 기능기가 아닌 것은?

  1. -NH2
  2. -H
  3. -SH
  4. -COOH
(정답률: 80%)
  • α-아미노산의 α-탄소에 결합되어 있는 기능기는 일반적으로 -NH2, -H, -COOH 중 하나이다. 이들은 모두 아미노산의 특성을 결정하는 중요한 기능기이다. 그러나 -SH는 일반적으로 아미노산에 결합되어 있지 않다. 이유는 -SH가 아미노산의 특성을 결정하는 중요한 기능기가 아니기 때문이다. -SH는 일반적으로 단백질의 이산화황 결합에 관여하는 기능기로 알려져 있다.
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80. 다음 생물기초물질 중 물에 녹지 않는 소수성을 띤 생체물질로서 세포막과 같은 비수성 생체계 에서 특히 많이 검출되는 것은?

  1. 지질(lipids)
  2. 단백질(proteins)
  3. 핵산(nucleic acids)
  4. 탄수화물(carbohydrates)
(정답률: 82%)
  • 지질은 물에 녹지 않는 소수성을 띠고 있어 비수성 생체계에서 많이 검출됩니다. 세포막은 지질로 이루어져 있기 때문에 특히 많이 검출됩니다. 반면에 단백질과 핵산은 수성인 아미노산과 염기로 이루어져 있어 물에 잘 녹기 때문에 비수성 생체계에서는 적게 검출됩니다. 탄수화물도 대부분 수성이기 때문에 비수성 생체계에서는 적게 검출됩니다. 따라서 정답은 "지질(lipids)"입니다.
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5과목: 생물공학개론

81. pH 4.47인 0.3 M 초산완충용액 1 리터를 2 M 초산과 2.5 M KOH로 만들려고 한다. 필요한 2.5 M KOH의 양은 몇 mL인가? (단, 초산의 pKa = 4.77 이다.)

  1. 20 mL
  2. 40 mL
  3. 80 mL
  4. 120 mL
(정답률: 63%)
  • 초산완충용액의 pH는 pKa와 농도에 의해 결정된다. 따라서, pH 4.47인 0.3 M 초산완충용액은 pKa 4.77일 때, [HCOOH]/[HCOO-] = 0.5625로 계산할 수 있다.

    새로 만들려는 용액은 2 M 초산과 2.5 M KOH로 이루어져 있다. 이 용액의 pH는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    2 M 초산의 [HCOOH]/[HCOO-] = 2/0.5625 = 3.5556
    2.5 M KOH의 [OH-] = 2.5
    [H+] = [OH-] * [HCOOH]/[HCOO-] = 2.5 * 0.5625 / 3.5556 = 0.3958
    pH = -log[H+] = 0.403

    따라서, 이 용액을 초산완충용액으로 만들기 위해서는 KOH를 더 첨가해야 한다. KOH를 첨가하면 [OH-]가 증가하고, [H+]는 감소하게 된다. 따라서, [HCOOH]/[HCOO-]를 유지하기 위해서는 KOH를 더 많이 첨가해야 한다.

    새로 만들어야 하는 용액의 pH를 4.47로 맞추기 위해서는 [H+] = 10^-4.47 = 3.5481 × 10^-5 이어야 한다. 따라서, [OH-] = Kw/[H+] = 1.0 × 10^-14 / 3.5481 × 10^-5 = 2.819 × 10^-10 이다.

    새로 만들어야 하는 용액에는 초산과 KOH가 모두 들어가므로, [HCOOH]/[HCOO-] = [H+]/[OH-] = 3.5481 × 10^-5 / 2.819 × 10^-10 = 125.7 이어야 한다.

    따라서, KOH를 첨가할 때, [OH-]를 2.819 × 10^-10 M으로 만들기 위해서는 [HCOOH]/[HCOO-] = 125.7이어야 한다. 이를 위해서는 KOH를 2.819 × 10^-10 M / 125.7 = 2.242 × 10^-12 mol/L = 2.242 × 10^-9 mol/1000 mL = 2.242 nmol/mL 첨가해야 한다.

    따라서, 필요한 2.5 M KOH의 양은 2.242 nmol/mL / 2.5 mol/L = 0.896 μL/mL = 0.896 mL/L 이다. 따라서, 1 L 용액을 만들기 위해서는 0.896 mL의 2.5 M KOH를 첨가해야 한다.

    정답은 "40 mL"이다.
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82. 의약품 제조관리와 품질관리를 위한 기준서 중 제조관리 기준서에 반드시 포함되어야 하는 사항이 아닌 것은?

  1. 자재 관리에 관한 사항
  2. 완제품 관리에 관한 사항
  3. 원료약품 관리에 관한 사항
  4. 작업소의 청정도 관리에 관한 사항
(정답률: 74%)
  • 작업소의 청정도 관리는 제조환경의 관리에 해당하며, 제조환경의 관리는 제조환경의 청결도 유지, 공기질 관리, 온도/습도 관리 등을 포함한다. 하지만 이는 제조환경의 관리에 해당하며, 제조과정 자체의 관리에는 해당하지 않기 때문에 제조관리 기준서에 반드시 포함되어야 하는 사항이 아니다. 따라서 정답은 "작업소의 청정도 관리에 관한 사항"이다.
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83. 다음에 주어진 DNA를 주형(template)으로 이용하여 중합효소연쇄반응(PCR)을 수행하여 DNA를 증폭시키려고 한다. 각각 18 bp인 forward primer와 reverse primer를 디자인 할 때 reverse primer로 가장 적절한 것은?

  1. 5′ AGA GCA TTC GGT AGC ACC 3′
  2. 5′ TCT CGT AAG CCA TCG TGG 3′
  3. 5′ CAG AGC GTT AAC ATA ACT 3′
  4. 5′ GTC TCG CAA TTG TAT TGA 3′
(정답률: 67%)
  • PCR은 DNA 증폭 기술로, 주어진 DNA 서열을 복제하는 과정에서 forward primer와 reverse primer를 이용하여 증폭한다. 이때 reverse primer는 주형 DNA 상에서 3' 방향에서 5' 방향으로 결합하므로, 주어진 DNA 서열의 역상(reverse complement)을 구한 후 이를 이용하여 primer를 디자인해야 한다. 따라서 주어진 DNA 서열의 역상을 구하면 "5′ TCA ATA CAA TTG CGA GAC 3′" 이고, 이에 가장 적절한 primer는 "5′ GTC TCG CAA TTG TAT TGA 3′" 이다.
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84. 미생물 정련 (bacteria leaching) 중 황을 황산으로 산화시키는 황세균(Thiobacillus)은 극한 환경에 존재하는 미생물이다. 고온과 강산성의 환경에서 생장하는 황세균의 분리원으로 가능성이 높은 곳은?

  1. 염전
  2. 모래
  3. 부패된 통조림
  4. 심해 해저분화구 열수부
(정답률: 80%)
  • 황세균은 고온과 강산성의 환경에서 생장하는 극한생물이기 때문에, 이러한 환경을 갖춘 곳에서 분리될 가능성이 높습니다. 따라서, "심해 해저분화구 열수부"가 정답입니다. 이곳은 지하수가 지하에서 끓어오르는 지점으로, 높은 온도와 강산성의 환경을 갖추고 있습니다.
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85. 어떤 시료에서 목적으로 하는 미생물을 혼재하고 있는 다른 미생물보다 빨리 다량으로 얻은 후에 순수 분리를 한다. 목적하는 미생물에 적합한 배지에 시료의 소량을 넣고, 적온을 유지하여 목적하는 미생물의 생장 번식을 왕성하게 하고 잡균을 억제하는 배양 방법은?

  1. 도태배양
  2. 순수배양
  3. 액체배양
  4. 계대배양
(정답률: 69%)
  • 도태배양은 목적하는 미생물을 다량으로 얻기 위해 시료를 적합한 배지에 넣고 적온을 유지하여 생장 번식을 왕성하게 하고, 이후에 잡균을 억제하며 목적하는 미생물만을 순수하게 분리하는 방법이다. 이 방법은 목적하는 미생물이 다른 미생물보다 빨리 다량으로 얻을 수 있어서 유용하다.
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86. 다음 코돈 중 특정 아미노산을 나타내는 코돈은?

  1. UAA
  2. UAG
  3. UUU
  4. UGA
(정답률: 76%)
  • 정답은 "UUU"입니다. 이는 페닐알라닌을 나타내는 코돈으로, UUU 코돈은 mRNA에서 페닐알라닌을 나타내는 유일한 코돈입니다. 다른 코돈들은 종결코돈(UAA, UAG)이거나 메티오닌을 나타내는 코돈(AUG)입니다.
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87. 어떤 희박용액의 이온세기(ionic strength)는 다음 식에 의해 근사적으로 구할 수 있다. 0.01 M Fe2(SO4)3 용액의 이온세기는? (단, Mi는 이온의 몰농도, Zi는 이온의 하전가(charge) 이다.)

  1. 0.075
  2. 0.15
  3. 0.30
  4. 0.60
(정답률: 55%)
  • Fe2(SO4)3 이온의 하전가는 Fe3+ 이온이 2개 있으므로 2 x 3+ = 6+, SO42- 이온이 3개 있으므로 3 x 2- = 6- 이다. 따라서, ΣZ2 = (6+)2 + (6-)2 = 72 이다. 또한, Mi는 Fe2(SO4)3 이온의 몰농도인 0.01 M 이므로, ΣMiZi2 = (0.01 M) x (6+)2 + (0.01 M) x (6-)2 = 0.00072 이다. 따라서, 이온세기는 √(0.00072/2) = 0.15 이다.
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88. 유전자 컨스트럭트에 포함되지 않는 부분은?

  1. 프로모터
  2. 암호화 서열
  3. 종결점
  4. 복제 원점
(정답률: 64%)
  • 복제 원점은 유전자의 복제를 시작하는 지점으로, 유전자의 발현과는 직접적인 관련이 없습니다. 따라서 유전자 컨스트럭트에 포함되지 않는 부분은 복제 원점입니다.
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89. 의약품 제조 및 품질관리 기준에 의한 용어의 정의로 옳지 않은 것은?

  1. “제조”라 함은 의약품을 생산하기 위하여 행하여지는 모든 작업을 말하며, 포장 및 표시 작업도 이에 포함된다.
  2. “수율”이라 함은 이론 생산량에 대한 실생산량의 백분율을 말한다.
  3. “제조단위” 또는 “로트”라 함은 동일한 제조공정 하에서 균질성을 갖도록 제조된 의약품의 일정한 분량을 말한다.
  4. “기준일탈”이라 함은 제조 또는 품질관리 과정에서 미리 정해진 기준을 벗어난 이루어진 행위를 말한다.
(정답률: 65%)
  • 정답: "“수율”이라 함은 이론 생산량에 대한 실생산량의 백분율을 말한다."

    이유: 수율은 이론 생산량 대비 실제 생산량을 나타내는 비율이므로, 제조 및 품질관리 기준과는 관련이 없다.
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90. 퓨린계 염기가 피리미딘계 염기로 또는 피리미딘계 염기가 퓨린계 염기로 바뀌는 돌연변이는 무엇인가?

  1. 염기전위(transition)
  2. 염기역위(reversion)
  3. 염기구조이동
  4. 염기변위(transversion)
(정답률: 72%)
  • 염기변위(transversion)는 퓨린계 염기와 피리미딘계 염기 간의 변이를 의미합니다. 즉, A와 G, C와 T 간의 변이를 말합니다. 이에 비해 염기전위(transition)는 퓨린계 염기 간 또는 피리미딘계 염기 간의 변이를 의미하며, A와 G, C와 T 간의 변이를 말합니다. 염기역위(reversion)는 돌연변이가 아니라, 이미 존재하던 염기가 다시 원래의 염기로 돌아가는 것을 의미합니다. 염기구조이동은 염기의 위치가 이동하는 돌연변이를 의미합니다.
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91. 승화 현상을 이용하는 건조 방법은?

  1. 기류수송식 건조법
  2. 동결 건조법
  3. 분무 건조법
  4. 회전통 건조법
(정답률: 81%)
  • 승화 현상은 고체 상태에서 액체 상태로 변화하는 현상을 말합니다. 동결 건조법은 이러한 승화 현상을 이용하여 건조하는 방법입니다. 물질을 얼리고, 그 상태에서 진공 상태로 유지하여 얼어 있는 물이 승화하여 기체 상태로 변화하면서 건조가 이루어지는 것입니다. 따라서 동결 건조법이 승화 현상을 이용하는 건조 방법 중 하나로 선택됩니다.
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92. 중력에 의해 액체에서 고체를 침강시키는데 작용하는 힘은 중력, 항력, 부력이다. 입자가 종단침전속도에 도달하면 입자에 작용하는 힘이 어떻게 평형을 이루어 전체 힘이 0이 되는가?

  1. 중력 –항력 –부력 = 0
  2. 항력 –중력 –부력 = 0
  3. 부력 –항력 –중력 = 0
  4. 중력 + 항력 + 부력 = 0
(정답률: 81%)
  • 입자가 종단침전속도에 도달하면 중력과 부력은 서로 상쇄되어 0이 되고, 항력은 입자의 속도에 비례하여 작용하므로 종단침전속도에 도달하면 항력도 0이 된다. 따라서 중력 – 항력 – 부력 = 0이 된다.
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93. 염석 (salting-out)은 염을 첨가하여 단백질을 포함하는 용액의 이온 세기를 증가시킴으로써 이루어지는데 다음 화합물 중 이온의 세기가 가장 강해 같은 농도에서 가장 단백질 침전을 높게 일으킬 수 있는 화합물은 무엇인가?

  1. Na2SO4
  2. NaCl
  3. NaNO3
  4. NH4Cl
(정답률: 71%)
  • 염석은 이온 강도를 증가시켜 단백질 침전을 일으키는 과정입니다. 따라서 이온 세기가 가장 강한 화합물이 가장 효과적인 염석제가 됩니다. "Na2SO4"은 "NaCl", "NaNO3", "NH4Cl"보다 이온 세기가 높기 때문에 가장 효과적인 염석제가 됩니다. 이유는 "Na2SO4"이 이온 결합력이 강한 이온인 SO42- 이온을 포함하고 있기 때문입니다. 이온 결합력이 강한 이온은 물 분자와 상호작용이 적기 때문에 이온 세기가 높아집니다. 따라서 "Na2SO4"이 가장 효과적인 염석제가 됩니다.
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94. DNA의 특정 부위를 절단하는 효소는?

  1. 결합효소
  2. 제한효소
  3. 전달효소
  4. 이성화효소
(정답률: 88%)
  • 제한효소는 DNA의 특정 부위를 인식하여 그 부위를 절단하는 효소이다. 이는 DNA 조작에서 매우 중요한 역할을 하며, 특정 유전자를 추출하거나 수정하는 등의 작업에 사용된다. 따라서, "제한효소"가 DNA의 특정 부위를 절단하는 효소인 이유는 이러한 기능 때문이다.
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95. 여러 분해효소를 포함하고 있으며 영양소와 세포 내로 들어온 외부물질을 분해하는 작용을 하는 세포내 소기관은?

  1. 미토콘드리아
  2. 리보좀
  3. 리소좀
  4. 소포체
(정답률: 77%)
  • 리소좀은 여러 분해효소를 포함하고 있어서 세포 내부에서 영양소나 외부물질을 분해하는 작용을 합니다. 따라서 정답은 리소좀입니다. 미토콘드리아는 에너지 생산에 관여하고, 리보좀은 단백질 합성에 관여하며, 소포체는 세포 외부와의 물질교환에 관여합니다.
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96. 다음 중 통기 교반에 관계되는 발효조의 기계 요소와 거리가 먼 것은?

  1. 임펠러 (impeller)
  2. 방해판 (baffle)
  3. 공기분산 유입관
  4. Glass wool
(정답률: 81%)
  • Glass wool은 통기 교반과는 관련이 없는 단순한 단열재이기 때문에, 다른 기계 요소들과는 달리 통기 교반에 직접적인 역할을 하지 않는다.
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97. 4% KOH 용액으로 20% KOH용액 500 Kg을 얻었다. 수분 증발량은 몇 Kg인가?

  1. 1800 Kg
  2. 2000 Kg
  3. 2300 Kg
  4. 2500 Kg
(정답률: 60%)
  • 20% KOH 용액 500 Kg 중 KOH의 양은 100 Kg이다. 따라서 4% KOH 용액에서 필요한 KOH 양은 100 Kg / 0.04 = 2500 Kg이다. 따라서 수분 증발량은 2500 Kg - 500 Kg = 2000 Kg이다.
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98. DNA 재조합 기술로 생산된 단백질과 그 용도가 틀리게 연결된 것은?

  1. 인슐린 : 당뇨병 치료
  2. 인터루킨-2 : 빈혈 치료
  3. 인간성장호르몬 : 성장 결함 치료
  4. 돼지성장호르몬 : 돼지의 성장을 촉진
(정답률: 81%)
  • 인터루킨-2는 빈혈 치료와는 관련이 없는 단백질이며, 주로 면역 조절에 사용됩니다. 따라서, 인터루킨-2가 빈혈 치료와 연결된 것은 잘못된 정보입니다.
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99. 세포 내 에너지 생성 반응에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 생체 내의 에너지는 주로 ATP에 의해 저장 또는 전달된다.
  2. 활성화된 ATP는 Mg2+와 복합체를 이룬다.
  3. ATP가 가수분해 될 때, 표준자유에너지 변화는 7.3 kcal/mol 이다.
  4. 일반적으로 세포 내에서 ATP의 농도가 ADP의 농도보다 훨씬 낮다.
(정답률: 75%)
  • 일반적으로 세포 내에서 ATP의 농도가 ADP의 농도보다 훨씬 낮다는 설명이 틀린 것이다. 실제로는 세포 내에서 ATP와 ADP의 농도는 비슷하거나 ATP의 농도가 더 높을 수도 있다. 이는 세포 내에서 ATP를 지속적으로 생성하고 유지하기 위한 메커니즘으로 설명된다. ATP는 세포 내에서 에너지를 전달하고 저장하는 역할을 하기 때문에, ATP의 농도가 낮아지면 세포 기능에 지장을 줄 수 있다. 따라서 세포는 ATP를 지속적으로 생성하고 유지하기 위해 노력한다.
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100. 번역 후 수정이 필요 없는 경우 가장 널리 사용되는 초기 숙주는?

  1. Bacillus subtilis
  2. Escherichia coli
  3. Trichoderma reesei
  4. Saccharomyces cerevisiae
(정답률: 76%)
  • Escherichia coli는 가장 잘 알려진 박테리아 중 하나로, 유전자 조작 연구 등 다양한 분야에서 널리 사용되는 초기 숙주입니다. 이는 그들의 빠른 성장과 쉬운 조작성 때문입니다. 또한 E. coli는 대부분의 유전자 조작 기술에서 사용되는 벡터 시스템의 기본적인 호스트로 사용됩니다.
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