바이오화학제품제조기사 필기 기출문제복원 (2019-04-27)

바이오화학제품제조기사
(2019-04-27 기출문제)

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1과목: 미생물공학

1. 기본 분자구조와 그에 따른 유사한 효능에 따라 분류할 때, 현재 사용되고 있는 항생물질 그룹이 아닌 것은?

  1. Macrolide계
  2. β-lactam계
  3. tetracycline계
  4. lipopolysaccharide계
(정답률: 81%)
  • 정답은 "lipopolysaccharide계"입니다. 이는 항생물질 그룹이 아니라, 그람 음성균의 세포벽 구성 요소 중 하나인 지질 다당체 복합체입니다. 따라서 항생물질로 사용되지 않습니다. 나머지 보기인 "Macrolide계", "β-lactam계", "tetracycline계"는 모두 현재 사용되고 있는 항생물질 그룹입니다.
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2. 젖산발효에 관여하지 않는 균주는?

  1. Lactobacillus 속
  2. Leuconostoc 속
  3. Pseudomonas 속
  4. Streptococcus 속
(정답률: 78%)
  • 젖산발효는 유산균에 의해 일어나는 과정이므로, 유산균이 아닌 균주는 젖산발효에 관여하지 않습니다. Pseudomonas 속은 유산균이 아니므로 젖산발효에 관여하지 않는 균주입니다.
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3. Escherichia coli와 Saccharomyces cerevisiae에서 모두 유지되는 shuttle vector를 만들고자 할 때, 이 shuttle vector가 두 미생물 내에서 유지되기 위해 반드시 포함되어야 하는 두 가지 유전자의 예로 옳은 것은?

  1. E. coli의 bla 와 S. cerevisiae의 URA3
  2. E. coli의 replication origin 과 S. cerevisiae의 replication origin
  3. E. coli의 Tetl 과 S. cerevisiae의 LEU2
  4. E. coli의 bla 와 S. cerevisiae의 EU2
(정답률: 86%)
  • "E. coli의 replication origin 과 S. cerevisiae의 replication origin"이 반드시 포함되어야 하는 두 가지 유전자의 예이다. 이는 shuttle vector가 두 미생물 내에서 복제될 수 있도록 하기 위해서이다. E. coli의 replication origin은 E. coli에서 DNA 복제를 시작하는 지점이고, S. cerevisiae의 replication origin은 S. cerevisiae에서 DNA 복제를 시작하는 지점이다. 따라서, shuttle vector가 두 미생물 내에서 복제될 수 있으려면, 이 두 가지 replication origin이 모두 포함되어야 한다.
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4. 생물전환반응(bioconversion)에 의한 아미노산 생산 기술의 특성이 아닌 것은?

  1. 에너지 절약형임
  2. 반응 특이성이 높음
  3. 입체 특이성이 낮음
  4. 상온, 상압에서 반응함
(정답률: 78%)
  • 입체 특이성이 낮음은 생물전환반응에 의한 아미노산 생산 기술의 특성이 아닙니다. 생물전환반응은 생물학적인 과정으로서, 특정한 효소나 미생물을 이용하여 원료를 대사하여 원하는 물질을 생산하는 기술입니다. 이 과정에서는 입체 특이성이 중요한 역할을 합니다. 따라서 생물전환반응에 의한 아미노산 생산 기술은 입체 특이성이 높은 것이 특징입니다.
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5. 발효식품과 해당 발효에 관여하는 미생물의 연결이 옳지 않은 것은?

  1. Cheese – Aspergillus 속
  2. Yogurt – Streptococcus 속
  3. Wine – Saccharomyces 속
  4. Natto – Bacillus 속
(정답률: 80%)
  • 치즈는 Aspergillus 속의 미생물이 발효에 관여하지 않습니다. 치즈는 대부분의 경우, Lactococcus나 Streptococcus와 같은 유산균이나 Penicillium 속의 곰팡이가 사용됩니다.
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6. Biotin의 조절을 필요로 하는 아미노산의 발효는?

  1. Serine 발효
  2. Glutamic acid 발효
  3. Histidine 발효
  4. Aspartic acid 발효
(정답률: 77%)
  • Glutamic acid 발효는 biotin을 보조적으로 필요로 하기 때문에 조절이 필요합니다. Biotin은 카르복실화 효소의 작용을 돕는 보조 인자로 작용하며, glutamic acid 발효에서는 카르복실화 효소가 중요한 역할을 합니다. 따라서 biotin의 조절이 필요합니다.
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7. 미생물에 의해 생산되는 유기산과 생산균의 연결이 틀린 것은?

  1. Citric acid Candida lipolytica
  2. Kojic acid – Aspergillus oryzae
  3. Lactic acid – Lactobacillus delbrueckii
  4. Gluconic acid – Rhizopus oryzae
(정답률: 60%)
  • Gluconic acid은 Rhizopus oryzae에 의해 생산되는 것이 아니라, Gluconobacter oxydans에 의해 생산됩니다. 따라서 Gluconic acid – Rhizopus oryzae는 틀린 연결입니다.
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8. Steam injector를 사용한 증기살균법의 장점이 아닌 것은?

  1. 설비비가 싸다.
  2. 거품 발생이 거의 없다.
  3. 증기의 이용 효율이 높다.
  4. 고형물을 포함하는 배지의 살균에 유리하다.
(정답률: 66%)
  • Steam injector를 사용한 증기살균법은 증기를 고압으로 분사하여 살균하는 방법으로, 증기의 이용 효율이 높고 고형물을 포함하는 배지의 살균에 유리하다는 장점이 있습니다. 하지만 거품 발생이 거의 없다는 것은 장점이 아닙니다. 이유는 거품 발생이 적다는 것은 증기의 분사가 부적절하거나 배지 내부의 공기가 충분히 제거되지 않았다는 것을 의미할 수 있기 때문입니다. 따라서 거품 발생이 적다는 것은 오히려 문제가 될 수 있습니다.
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9. 페니실린에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 베타락탐계 항생제이다.
  2. 그람양성균의 세포벽 합성을 저해한다.
  3. 플레밍(A. Fleming)에 의해 발견된 세계 최초의 항생제이다.
  4. 주로 방선균으로부터 생산된다.
(정답률: 93%)
  • "주로 방선균으로부터 생산된다."가 틀린 설명입니다. 페니실린은 곰팡이인 페니시럼(페니실룸)에서 추출되는 것이 아니라, 페니실룸이 만들어내는 항생물질을 화학적으로 합성하여 만들어진 항생제입니다.
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10. 혈구계수기(Hemocytometer)를 이용하여 용액속의 세균수를 측정한 결과 현미경 시야에서 그림과 같은 결과를 관찰할 수 있었다. 용액 1 ml 속에는 몇 개의 세균(cells/ml)이 있는가? (단, 혈구계수기에는 1mm×1mm의 면적을 25개의 큰 정사각형으로 나누고, 하나의 큰 정사각형으로 나누었으며, 슬라이드와 덮개 유리 사이의 간격은 0.1mm이다.)

  1. 12×103
  2. 12×104
  3. 3×105
  4. 3×106
(정답률: 60%)
  • 혈구계수기의 면적은 1mm×1mm 이고, 이를 25개의 큰 정사각형으로 나누었으므로, 하나의 큰 정사각형의 면적은 0.04mm² 이다. 또한, 슬라이드와 덮개 유리 사이의 간격이 0.1mm 이므로, 용액 1 ml(=1000 μl)을 혈구계수기에 넣으면, 1mm² 안에 있는 세포의 수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    1mm² 안에 있는 세포의 수 = (세포 수 ÷ 25) × 10,000

    따라서, 그림에서 작은 정사각형 안에 있는 세포 수를 세어보면 12개이므로, 1mm² 안에 있는 세포의 수는 다음과 같다.

    1mm² 안에 있는 세포의 수 = (12 ÷ 25) × 10,000 = 4,800

    그리고, 용액 1 ml 안에 있는 세포의 수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    용액 1 ml 안에 있는 세포의 수 = 4,800 × 0.1 × 1000 = 480,000

    따라서, 용액 1 ml 속에는 3×10^6 개의 세균(cells/ml)이 있다.
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11. Gluconobacter 를 이용하여 에탄올로부터 초산을 생산하고자 한다. 이 때 산화과정이 몇 번 일어나는가?

  1. 1번
  2. 2번
  3. 3번
  4. 4번
(정답률: 89%)
  • 정답은 "2번"이다. Gluconobacter는 에탄올을 먼저 아세트알데하이드로 산화시키고, 이후 아세트알데하이드를 초산으로 산화시킨다. 따라서 산화과정은 2번 일어난다.
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12. Tetracycline 발효를 fed-batch 방식으로 행하려 한다. 미강유 (rice bran oil) 는 발효 시작 후 30 시간부터 발효 종료시 까지 평균유속 0.3m3/h 의 속도로, 암모니아수는 발효 시작 후 20 시간부터 발효 종료시 까지 평균 유속 0.15m3/h 의 속도로 feed 한다. 배양액의 증발이 없다고 간주하고, 배양액이 발효조 부피의 80%가 될 때까지 발효할 수 있다면 배양시간은 얼마인가?

  1. 약 95시간
  2. 약 105 시간
  3. 약 113시간
  4. 약 125 시간
(정답률: 59%)
  • 발효조 부피가 100m3이므로, 배양액의 최대 부피는 80m3이다. 따라서, 미강유와 암모니아수를 투입하는데 걸리는 시간은 각각 80/0.3=266.7시간, 80/0.15=533.3시간이다. 두 투입 시간 중 더 긴 시간인 533.3시간이 전체 배양 시간의 하한선이 된다. 따라서, 정답은 "약 125시간"이다.
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13. DNA 재조합에 사용되는 효소 중 두 개의 DNA조각을 연결하는데 사용되는 효소는?

  1. Polymerase
  2. Ligase
  3. Nuclease
  4. Topoisomerase
(정답률: 82%)
  • Ligase는 DNA 재조합에서 두 개의 DNA 조각을 연결하는데 사용되는 효소입니다. 이는 DNA 분자의 단일 염기 결합을 형성하여 DNA 조각을 연결하는 데 필요합니다. 다른 선택지인 Polymerase는 DNA 분자를 복제하는 데 사용되는 효소이며, Nuclease는 DNA 분자를 분해하는 데 사용되는 효소입니다. Topoisomerase는 DNA 분자의 구조를 변형하여 DNA 분자를 복제하거나 전사하는 데 필요한 효소입니다.
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14. 우유처리 공정의 부산물인 whey에는 어떤당이 가장 많이 포함되어 있는가?

  1. 과당(fructose)
  2. 유당(lactose)
  3. 포도당(glucose)
  4. 전분(starch)
(정답률: 90%)
  • 우유처리 공정에서 whey는 우유 단백질을 분해하여 얻어지는 부산물입니다. 이 때, 우유 단백질은 아미노산으로 분해되고, 유당은 분해되지 않아 whey에 가장 많이 포함되어 있습니다. 따라서 정답은 "유당(lactose)"입니다.
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15. 미생물을 이용한 산업적 규모의 발효에서 질소원으로 쓰이는 것은?

  1. 당밀
  2. 전분
  3. Corn steep liquor
  4. Sulfite waste liquor
(정답률: 85%)
  • Corn steep liquor은 옥수수에서 당밀과 전분을 추출할 때 발생하는 부산물로, 단백질과 아미노산, 미네랄 등이 풍부하게 함유되어 있습니다. 이러한 영양분들은 미생물의 성장과 대사에 필수적이며, 따라서 산업적 규모의 발효에서 질소원으로 쓰이게 됩니다.
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16. 효소와 그 생산 미생물의 연결이 틀린 것은?

  1. Invertase – Saccharomyces cerevisiae
  2. Cellulase – Trichoderma viride
  3. Lipase _ Cephaloporium acremonium
  4. Protease – Aspergillus oryzae
(정답률: 54%)
  • 효소는 특정 작용을 하는 물질이며, 이 작용을 하는 미생물이 생산하는 것이 일반적입니다. 그러므로 Lipase는 Cephaloporium acremonium이 생산하는 것이 맞습니다. 다른 보기들도 모두 해당 미생물이 생산하는 효소를 나타내고 있습니다.
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17. 미생물의 동결 보존 시 보호제로서 사용하지 않는 것은?

  1. Sucrose
  2. 혈청
  3. 탈지유
  4. 지방산
(정답률: 69%)
  • 지방산은 동결 보존 시 보호제로 사용하지 않는 이유는 높은 독성을 가지고 있기 때문입니다. 따라서 다른 보호제인 Sucrose, 혈청, 탈지유를 사용합니다.
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18. 세균의 종균 접종량은 일반적으로 배양액량 대비 몇 % 범위인가?

  1. 0.01 ~ 0.1
  2. 0.1 ~ 10
  3. 20 ~ 30
  4. 30 ~ 50
(정답률: 84%)
  • 세균의 종류와 배양 조건에 따라 다르지만, 일반적으로 세균의 접종량은 배양액량 대비 0.1 ~ 10% 범위 내에서 조절됩니다. 이 범위를 벗어나면 세균의 성장이 불균형하게 일어나거나, 과도한 세균 성장으로 인한 배양액의 오염 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서 적절한 접종량을 설정하여 세균을 배양하는 것이 중요합니다.
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19. EMP(Embden-Meyerhof-Parnas) 대사경로를 가지고 있고 invertase를 분비하지만 amylase 분비 기능은 결핍된 미생물이 있다. 이 균주 배양 시 탄소원으로 사용될 수 없는 기질은?

  1. 자당(sucrose)
  2. 과당(fructose)
  3. 포도당(glucose)
  4. 가용성 전분(soluble starch)
(정답률: 83%)
  • EMP 대사경로를 가지고 있고 invertase를 분비하지만 amylase 분비 기능은 결핍된 미생물은 전분을 분해할 수 없으므로 가용성 전분은 사용할 수 없다. 반면에 자당, 과당, 포도당은 단당류로 이미 분해되어 사용 가능한 형태이다. 따라서 가용성 전분은 탄소원으로 사용될 수 없는 기질이다.
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20. 고정화 효소의 장점으로 틀린 것은?

  1. 효소의 장기간 사용
  2. 효소 성능의 획기적 증대
  3. 효소 활성의 안정성 유지
  4. 효소의 반복적 사용을 통한 경제성 제고
(정답률: 80%)
  • 고정화 효소의 장점 중 틀린 것은 없습니다. 고정화 효소는 효소 분자를 고정시켜 장기간 사용할 수 있으며, 효소 활성의 안정성을 유지하면서 반복적으로 사용하여 경제성을 제고할 수 있습니다. 또한, 고정화 효소는 효소 성능을 획기적으로 증대시킬 수 있습니다. 이는 효소 분자를 고정시켜서 반응 조건을 최적화하고, 반응 시간을 단축시키는 등의 방법으로 이루어집니다.
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2과목: 배양공학

21. 아미노산 생산의 경우 발효 최종산물에 의해서 대사 경로상의 초기 효소의 활성이 저해를 받는 현상을 보이기도 한다. 이런 현상을 지칭하는 용어는?

  1. Catabolite repression
  2. Catabolite inhibition
  3. Feedback repression
  4. Feedback inhibition
(정답률: 85%)
  • 정답은 "Feedback inhibition"이다. 이는 생산된 최종산물이 대사 경로상 초기 효소의 활성을 억제하는 현상을 의미한다. 이는 생산된 최종산물이 대사 경로의 초기 단계에서 중간체로서 작용하여, 이 중간체가 초기 효소에 결합하여 활성을 억제하는 것이다. 이는 대사 경로의 균형을 유지하기 위한 자가 조절 메커니즘이다. 다른 보기들은 관련이 있지만, Feedback inhibition은 생산된 최종산물에 의한 초기 효소의 억제를 의미하는 용어이다.
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22. 미생물의 필수적인 영양소와 거리가 먼 것은?

  1. 인
  2. 탄소
  3. 질소
  4. 티타늄
(정답률: 92%)
  • 티타늄은 미생물이 필요로 하는 영양소 중 하나가 아니기 때문에 거리가 먼 것입니다. 인, 탄소, 질소는 미생물이 필수적으로 필요로 하는 영양소입니다.
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23. 산물생산속도는 아래와 같은 식으로 표현된다. 비산물생산속도(qp)와 비성장속도(specific growth rate)가 비례하는 경우는?

(단, p = 산물 농도, t = 시간, qp = 비산물생산속도, X = 세포농도)

  1. 산물의 생산이 세포 생장 정지기에 진행될 때
  2. 세포유지(cell maintenance) 에너지 수요가 많을 때
  3. 산물의 생산이 세포의 생장과 동시에 이루어질 때
  4. 산물이 세포가 완만하게 생장할 때나 정지기에 생산될 때
(정답률: 77%)
  • 비산물생산속도(qp)는 세포 내에서 산물이 생산되는 속도를 의미하며, 이는 세포의 생장과 밀접한 관련이 있다. 세포가 생장하면서 산물도 동시에 생산되기 때문에, 산물의 생산이 세포의 생장과 동시에 이루어질 때 비례하는 것이다. 따라서 "산물의 생산이 세포의 생장과 동시에 이루어질 때"가 정답이다.
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24. 세포 대사산물을 정량하여 간접적으로 세포 농도를 측정하는 방법에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 세포 내의 대사산물의 함량이 변화가 없어야 한다.
  2. ATP의 함량은 일정하므로 간접법으로 이용할 수 있다.
  3. 단백질의 측정 시 배지에 단백질 함량이 있으면 그 값을 신뢰하지 못한다.
  4. RNA의 함량(RNA/세포무게)은 세포 내의 성장 과정 중 일정하므로 간접법으로 이용 가능하다.
(정답률: 81%)
  • "RNA의 함량(RNA/세포무게)은 세포 내의 성장 과정 중 일정하므로 간접법으로 이용 가능하다."가 가장 거리가 먼 것이 아닌 이유는, 다른 보기들은 대사산물의 함량이나 측정 방법에 대한 제한사항을 언급하고 있지만, RNA의 함량은 세포 내의 성장 과정 중 일정하다는 것이 간접적으로 세포 농도를 측정하는 방법에 대한 유용한 정보를 제공하기 때문이다. 이를 통해 RNA의 함량을 측정하여 세포 농도를 추정할 수 있다.
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25. 효소의 3차 구조에 영향을 미침으로써 미생물 생장 속도에 영향을 주는 인자는?

  1. 포도당 농도
  2. 수소이온 농도
  3. 용존산소 농도
  4. 산화환원 전위
(정답률: 88%)
  • 효소는 특정한 pH 범위에서 최적의 활성을 나타내며, 이는 효소의 3차 구조에 영향을 받습니다. 수소이온 농도가 증가하면 pH가 낮아지므로, 이는 효소의 활성을 감소시키는 영향을 미칩니다. 따라서 수소이온 농도가 높아지면 미생물 생장 속도가 감소할 수 있습니다.
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26. 제한 배지를 제조할 때 사용할 수 있는 배지 성분은?

  1. 당밀
  2. 펩톤
  3. 포도당
  4. 효모추출물
(정답률: 72%)
  • 제한 배지는 세균이나 곰팡이 등의 미생물을 분리하고 성장시키기 위한 배지입니다. 이때 세균이나 곰팡이 등의 미생물이 성장하기 위해서는 영양분이 필요합니다. 포도당은 미생물이 성장하는데 필요한 영양분 중 하나이며, 이를 이용하여 제한 배지를 제조할 수 있습니다. 따라서 포도당은 제한 배지를 제조할 때 사용할 수 있는 배지 성분 중 하나입니다.
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27. 효모를 이용한 고가의 재조합 단백질을 생산할 때 세균(bacteria)에 의한 오염을 막기위해 사용할 수 있는 항생제로서 세포벽합성을 저해하는 것은?

  1. 니스타틴 (Nystatin)
  2. 페니실린 (Penicillin)
  3. 앰포테라이신 B (Amphotericin B)
  4. 싸이클로헥사마이드 (Cyclioheximide)
(정답률: 89%)
  • 페니실린은 세포벽합성을 저해하여 세균의 세포벽을 파괴하고 세균의 생장을 억제하는 항생제이기 때문에 세균에 의한 오염을 막는 데 사용될 수 있습니다. 다른 보기들은 세균에 대한 효과가 있지만 세포벽합성을 저해하지 않기 때문에 이 문제에 대한 해결책으로는 적합하지 않습니다.
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28. 식물세포의 배양특성이 아닌 것은?

  1. 세포가 덩어리화 되는 경향이 있다.
  2. 높은 장력(tensile strength)을 갖는다.
  3. 전단응력(Shear stress)에 민감하다.
  4. 세포의 배가시간(doubling time)이 수 시간에v달한다.
(정답률: 61%)
  • 정답: "전단응력(Shear stress)에 민감하다."

    식물세포의 배가시간(doubling time)이 수 시간에 달하는 이유는, 식물세포는 세포벽이 있어서 세포분열이 느리기 때문입니다. 세포벽은 세포를 보호하고 구조적인 지지를 제공하며, 세포분열을 제어하는 역할을 합니다. 따라서 식물세포는 동물세포에 비해 세포분열이 느리지만, 세포벽의 강도와 구조적인 안정성이 높아 높은 장력(tensile strength)을 갖습니다.
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29. 곰팡이를 액체배양 할 때 균체량 정량법으로 가장 적당한 것은?

  1. 평판계수법
  2. 건조중량 측정법
  3. 광학밀도 측정법
  4. 헤모사이토미터(hemocytometer) 측정법
(정답률: 76%)
  • 건조중량 측정법은 액체 배양물을 건조하여 곰팡이 균체의 무게를 측정하는 방법으로, 정확하고 반복성이 높아 가장 적당하다. 다른 방법들은 측정 과정에서 오차가 발생할 가능성이 높아 정확도가 낮을 수 있다.
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30. 효모(S. cerevisiae)를 재조합 단백질의 숙주세포로 사용할 때의 장점을 설명한 것으로 옳지 않은 것은?

  1. 효모는 병원성이 없으므로 대량생산 시비교적 안전하다.
  2. 효모는 에탄올을 생산하므로 재조합 단백질을 생산하는데 유리하다.
  3. 효모는 진핵생물이므로 진핵생물 유래의 외래단백질을 발현시키는데 유리하다.
  4. 발현된 단백질에 post-translational modification(PTM) 과정에서 당분자를 부착시키는 기능을 가지고 있다.
(정답률: 81%)
  • "효모는 에탄올을 생산하므로 재조합 단백질을 생산하는데 유리하다." 이것이 옳지 않은 것입니다.

    효모는 에탄올을 생산하는 것이 맞지만, 이것이 재조합 단백질 생산에 직접적인 유리함을 뜻하지는 않습니다. 오히려 효모가 에탄올을 생산하는 과정에서 생산된 에탄올이 재조합 단백질의 구조나 활성에 영향을 미칠 수 있기 때문에, 에탄올의 농도를 조절하는 등의 추가적인 조치가 필요할 수 있습니다.

    따라서, "효모는 에탄올을 생산하는 것이 재조합 단백질 생산에 직접적인 유리함을 뜻하지는 않으며, 에탄올의 농도를 조절하는 등의 추가적인 조치가 필요할 수 있다." 라는 설명이 더 적절합니다.

    그 외의 보기들은 모두 효모를 재조합 단백질의 숙주세포로 사용할 때의 장점으로서 옳은 설명입니다.
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31. 재순환이 있는 키모스탯(chemostat)에서 공급액의 유량이 100 mL/h, 배양부피가 1000 mL일 때, 농축인자가 1.5이고 재순환비 가 0.6이라면 정상상태에 도달했을 때 세포의 비성장속도(h-1)는?

  1. 0.05
  2. 0.06
  3. 0.07
  4. 0.08
(정답률: 50%)
  • 재순환이 있는 키모스탯에서는 세포가 배양부피 내에서 일정한 수준으로 유지됩니다. 따라서, 공급액의 유량과 배양부피가 주어졌을 때, 정상상태에 도달하면 배양부피 내의 세포 수는 고정됩니다.

    농축인자가 1.5이므로, 세포의 증식속도는 1.5h-1입니다.

    재순환비가 0.6이므로, 배양부피 내의 액체가 0.6배씩 재순환됩니다. 따라서, 100 mL의 공급액 중 60 mL만이 배양부피 내에서 순환됩니다.

    정상상태에서는 배양부피 내의 세포 수가 일정하므로, 공급액에서 유입되는 세포 수와 배출되는 세포 수가 같아야 합니다.

    따라서, 100 mL의 공급액 중 60 mL만이 배양부피 내에서 순환되므로, 40 mL의 공급액이 배양부피에서 배출됩니다. 이때, 배출되는 세포 수는 40 mL x 1.5h-1 = 60개입니다.

    따라서, 비성장속도는 배출되는 세포 수인 60개를 배양부피인 1000 mL로 나눈 후, 시간당 mL을 계산하여 구할 수 있습니다.

    60개 / 1000 mL x 100 mL/h = 0.06 h-1

    하지만, 이 문제에서는 보기에 0.06이 없으므로, 가장 가까운 값인 0.07을 선택해야 합니다.
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32. 산소소비속도(OUR)를 측정하여 유지계수(ms)를 무시하고 세포농도를 측정하고자 한다. 곰팡이 배양에서 측정된 산소소비속도가 0.393g O2/L×h이었고, 비성장속도 μ가 0.15 h-1이었으며 산소에 대한 기질수율 Yx/o2가 2.79 g/g 이었다면 세포농도 X(g/L)는?

  1. 7.31
  2. 7.52
  3. 7.72
  4. 7.92
(정답률: 54%)
  • 산소소비속도(OUR)는 비성장속도(μ)와 기질수율(Yx/o2)의 곱으로 나타낼 수 있다. 따라서 OUR = μYx/o2 이다.

    0.393g O2/L×h = 0.15 h-1 × 2.79 g/g × X(g/L)

    X = 7.31 g/L

    따라서 정답은 "7.31"이다.
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33. 진핵세포 내 구성 성분 중에 단백질이나 지질의 합성이 이루어지는 장소는?

  1. 골지체
  2. 소포체
  3. 원형질막
  4. 미토콘드리아
(정답률: 74%)
  • 소포체는 세포 내에서 단백질 및 지질 등의 합성, 저장, 운반 등의 역할을 담당하는 세포 소기관입니다. 따라서 진핵세포 내에서도 소포체가 이러한 기능을 수행하므로 정답은 "소포체"입니다. 골지체는 단백질 합성을 담당하고, 원형질막은 세포의 구조적 지지체 역할을 하며, 미토콘드리아는 에너지 생산을 담당합니다.
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34. 연속배양 시 배양기의 부피가 1200 mL이고 배양부피가 600 mL일 때 영양배지의 유량이 10 mL/min이면 희석속도(h-1)는?

  1. 1
  2. 2
  3. 60
  4. 120
(정답률: 57%)
  • 희석속도는 유량/배양부피로 계산할 수 있습니다. 따라서, 희석속도는 10/600 = 0.0167 min-1 입니다. 하지만 이 문제에서는 연속배양을 하고 있으므로, 배양기의 부피가 1200 mL 이므로 1시간(60분)에 몇 배 희석되는지를 계산해야 합니다. 1200 mL를 600 mL로 희석하면 2배 희석됩니다. 따라서, 1시간에 희석되는 횟수는 60/0.0167 ≈ 3597번 입니다. 이는 2의 3597승 배 희석되는 것과 같으므로, 최종적으로 배양액이 1배 희석되는 것과 같습니다. 따라서, 정답은 "1" 입니다.
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35. 미생물의 대수성장기에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 미생물의 성장 중 대수성장기에 최대 비성장속도를 갖는다.
  2. 동일한 미생물은 다른 배양조건에서도 동일한 비성장속도를 갖는다.
  3. 대수성장기에 있는 미생물 균체의 성장속도는 일정하다.
  4. 대수성장기에 있는 미생물의 목적산물 생산속도가 가장 높다.
(정답률: 80%)
  • 미생물의 대수성장기는 초기 성장기와는 달리 지수적으로 증가하는 기간으로, 미생물 균체의 수가 급격하게 증가하는 단계이다. 이 단계에서는 균체의 성장속도가 최대치에 이르러 최대 비성장속도를 갖게 된다. 따라서 "미생물의 성장 중 대수성장기에 최대 비성장속도를 갖는다."가 옳은 설명이다. 다른 보기들은 모두 틀린 설명이다.
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36. 미생물 발효를 이용하여 생산하려는 목적 산물이 feedback inhibition으로 조절될 경우, 가장 타당성이 높은 해결방법은?

  1. Inhibitor에 내성을 보이는 효소를 가진 변이주를 선별한다.
  2. Inhibitor를 생산하는 효소가 결핍된 변이주를 선별한다.
  3. Inhibitor가 세포 내에 고농도로 축적되는 투과성 변이주를 선별한다.
  4. Inhibitor를 배양액에 첨가해 주어야만 자랄수 있는 변이주를 선별한다.
(정답률: 79%)
  • Feedback inhibition은 산물 생산을 제어하는 중요한 메커니즘이지만, 종종 산물 생산을 억제하여 원하는 양의 산물을 얻기 어렵게 만듭니다. 이 문제를 해결하기 위해, Inhibitor에 내성을 보이는 효소를 가진 변이주를 선별하는 것이 가장 타당한 방법입니다. 이는 Inhibitor가 산물 생산을 억제하는 것을 방지하고, 산물 생산을 유지하면서도 Inhibitor의 농도를 조절할 수 있기 때문입니다. 따라서, 이 방법은 산물 생산을 최적화하는 데 가장 효과적일 것입니다.
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37. 2 개 이상의 발효조를 연결하여 연속적으로 사용할 때 얻을 수 있는 가장 큰 장점은?

  1. 기질의 소비 속도를 증가시킬 수 있다.
  2. 기질 소비에 대한 균체 생산량을 증가시킬 수 있다.
  3. 주어진 기질 농도에서 균체의 증식 속도를 증가시킬 수 있다.
  4. 균체 증식과 대사산물의 생산을 분리하여 조절할 수 있다.
(정답률: 75%)
  • 여러 개의 발효조를 연결하여 연속적으로 사용하면, 균체 증식과 대사산물의 생산을 분리하여 조절할 수 있습니다. 이는 각 발효조에서 균체 증식과 대사산물 생산을 최적화할 수 있으므로, 전체적인 생산성을 높일 수 있습니다.
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38. 일반적으로 안전한 미생물로 알려진 미생물(GRAS list)이 아닌 것은?

  1. Bacillus subtilis
  2. Aspergillus oryzae
  3. Bacillus thuringinsis
  4. Saccharomyces cerevisiae
(정답률: 78%)
  • Bacillus thuringiensis는 일반적으로 농업용 살충제로 사용되는 미생물로, 인간 건강에 해를 끼칠 가능성이 있기 때문에 GRAS list에 포함되지 않습니다.
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39. 생장과 관련된 대표적인 미량영양소에 해당하지 않는 것은?

  1. 비타민
  2. 호르몬
  3. 아미노산
  4. 포도당
(정답률: 81%)
  • 포도당은 미량영양소가 아니라 당류에 해당하는 영양소이기 때문에 생장과 관련된 대표적인 미량영양소에 해당하지 않습니다.
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40. 영양물질 흡수방법에 따른 미생물의 분류 중 옳지 않은 것은?

  1. Chemolithoautotroph : 유기물을 에너지원으로 사용하며 이산화탄소를 탄소원으로 사용하는 미생물
  2. Chemoorganoheterotroph : 유기물을 에너지원과 탄소원으로 사용하는 미생물
  3. Photoautotrophs : 광(光)원을 에너지원으로 사용하며 이산화탄소를 탄소원으로 사용하는 미생물
  4. Photoorganoheterotroph : 광(光)원을 에너지원으로 사용하며 유기물을 탄소원으로 사용하는 미생물
(정답률: 75%)
  • Chemolithoautotroph는 유기물을 에너지원으로 사용하지 않고, 무기화합물을 에너지원으로 사용하는 미생물이다. 따라서 "Chemolithoautotroph : 유기물을 에너지원으로 사용하며 이산화탄소를 탄소원으로 사용하는 미생물"이 옳지 않은 것이다.
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3과목: 생물반응공학

41. 생물 반응기의 계측 기구가 갖추어야 할 조건으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 정확성
  2. 내구성
  3. 안정성
  4. 투명성
(정답률: 89%)
  • 생물 반응기의 계측 기구가 갖추어야 할 조건 중에서 가장 거리가 먼 것은 "투명성"입니다. 이는 측정 대상물질이나 시료의 색, 투명도, 광학적 특성 등을 정확하게 파악하기 위해서는 측정 기구나 장비가 투명해야 하기 때문입니다. 따라서, 측정 대상물질이나 시료의 특성을 정확하게 파악하고 분석하기 위해서는 투명성이 중요한 요소입니다.
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42. 효소반응에서 최대 반응속도와 Michaelis-Menten 상수를 구하기 위한 식이 아닌 것은? (단, v는 반응속도, Vm는 최대반응속도, Km은 Michaelis-Menten 상수, [S]는 기질농도이다.)

(정답률: 64%)
  • ""은 효소반응에서 최대 반응속도와 Michaelis-Menten 상수를 구하기 위한 식이 아니다. 이 식은 단위시간당 반응물이 소비되는 속도를 나타내는 식으로, 반응속도와는 관련이 있지만 최대반응속도와 Michaelis-Menten 상수와는 직접적인 연관성이 없다.
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43. 재조합 대장균의 고농도 배양을 통한 유용물질 생산에 가장 적합한 생물반응기는?

  1. 회분식 반응기
  2. 유가식 반응기
  3. 연속식 반응기
  4. 고정화 효소 칼럼 반응기
(정답률: 51%)
  • 재조합 대장균의 고농도 배양에서는 유가식 반응기가 가장 적합합니다. 이는 유가식 반응기가 고농도 배양에 적합하며, 대량 생산에 용이하며, 생산물의 분리 및 정제가 쉽기 때문입니다. 또한, 유가식 반응기는 공간적으로 효율적이며, 대량 생산에 필요한 공기, 온도, pH 등의 제어가 용이합니다.
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44. 효소 고정화에 관한 내용으로 옳은 것은?

  1. 효소고정화를 통하여 효소의 안정성을 높일 수 있다.
  2. 효소고정화에 쓰이는 담체는 물에 잘 용해되어야 한다.
  3. 연차적 반응을 일으키는 둘 이상의 효소를 고정화시켜 사용하면, 오히려 반응이 저해되는 단점이 나타나므로 효소고정화는 단일 효소에만 사용한다.
  4. 흡착 방법은 효소고정화 방법 중 가장 간단하면서도 효소와 담체간 결합이 가장 강하여 많이 사용되고 있다.
(정답률: 73%)
  • 효소고정화를 통하여 효소의 안정성을 높일 수 있는 이유는, 고정화된 효소는 자유로운 상태의 효소보다 더 안정적이기 때문이다. 이는 효소가 담체에 고정되어 있기 때문에, 외부적인 영향에 덜 노출되고, 더 오랜 시간 동안 안정적으로 작용할 수 있기 때문이다.
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45. 표면에 음이온기를 가지고 있는 고체 입자에 pH가 8일 때 반응속도가 최대인 효소를 흡착 시켰을 때 효소반응속도가 최대가 되기 위한 반응용액의 pH는?

  1. 8
  2. 8 보다 크다.
  3. 8 보다 작다.
  4. 기질의 농도에 따라서 변한다.
(정답률: 70%)
  • 효소는 특정한 pH에서 최대 활성을 나타내므로, pH가 8일 때 최대 반응속도를 나타내는 효소는 pH 8에서 최대 활성을 나타내는 효소일 것입니다. 따라서, 이 효소를 흡착시킨 고체 입자의 표면에는 pH 8에서 최대 활성을 나타내는 효소가 흡착될 것입니다. 따라서, 반응용액의 pH가 8 이상이어야 효소가 최대 활성을 나타내며, 따라서 정답은 "8 보다 크다."입니다.
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46. 효소반응이 Michaelis-Menten 속도식을 따를 때, 반응속도에 대한 기질농도의 영향에 대한 설명으로 가장 적합한 것은?

  1. 기질농도가 증가하며 반응속도가 계속 증가한다.
  2. 기질농도가 증가하면 반응속도가 계속 감소한다.
  3. 기질농도와 무관하게 반응속도는 계속 증가한다.
  4. 기질농도가 증가함에 따라 반응속도가 증가하지만 어느 한계값 이상에서는 기질농도에 관계없이 일정하다.
(정답률: 88%)
  • 효소반응이 Michaelis-Menten 속도식을 따를 때, 기질농도가 증가함에 따라 효소와 기질간의 결합이 증가하고, 이에 따라 효소의 포화도가 증가하여 반응속도가 증가한다. 하지만 어느 한계값 이상에서는 효소의 포화도가 최대치에 도달하게 되어, 더 이상 기질과 결합할 수 있는 효소의 양이 한정되므로 반응속도는 기질농도에 관계없이 일정하게 유지된다. 따라서 "기질농도가 증가함에 따라 반응속도가 증가하지만 어느 한계값 이상에서는 기질농도에 관계없이 일정하다."가 가장 적합한 설명이다.
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47. 효소(E)가 기질(S)과 반응하여 효소기질화합물(ES)을 생성하고 생성물(P)을 생성하는 반응은 다음과 같다. 이 때 최대반응속도(Vmax)의 값은? (단, k1,k2,k-1은 각각 속도상수를 나타낸다.)

  1. k2[E]
  2. k2[ES]
  3. k2[E+ES]
  4. (k-1+k2)/k1
(정답률: 64%)
  • 최대반응속도(Vmax)는 효소(E)의 농도가 포화되었을 때의 속도이므로, 효소기질화합물(ES)의 생성속도가 최대가 되는 상황에서의 속도를 의미한다. 이때, 효소기질화합물(ES)의 생성속도는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    효소기질화합물(ES)의 생성속도 = k1[E][S] - (k-1+k2)[ES]

    여기서, 효소(E)의 농도가 포화되었을 때의 효소농도([E]max)는 상수이므로, [E] = [E]max로 놓을 수 있다. 또한, 효소기질화합물(ES)의 생성속도가 최대가 되는 상황에서는 [ES]의 농도가 최대가 되므로, [ES] = [ES]max로 놓을 수 있다. 따라서, 위 식은 다음과 같이 간략화할 수 있다.

    효소기질화합물(ES)의 생성속도 = k1[E]max[S] - (k-1+k2)[ES]max

    이때, 효소기질화합물(ES)의 생성속도가 최대가 되려면, (k-1+k2)[ES]max의 값이 최소가 되어야 한다. 이는 [ES]max의 값이 최대가 되어야 한다는 것과 같다. 따라서, 최대반응속도(Vmax)는 k2[E+ES]가 된다.
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48. 세포생장이 Monod식을 따르는 미생물이 유가식 방법으로 배양되고 있다. 초기 액상부피가 1 L인 상태에서 100 g/L의 포도당을 시간당 0.2 L로 주입하였더니, 5 시간만에 준정상상태(quasi-steady state)에 도달하였다. 이 때, 반응기 내에서 포도당의 농도(g/L)는? (단, 미생물의 최대 비성장속도는 0.3 h-1, 포도당에 대한 기질 포화상수는 2 g/L이다.)

  1. 1
  2. 5
  3. 10
  4. 20
(정답률: 30%)
  • Monod식에 따르면, 미생물의 비성장속도는 기질 농도에 따라 결정된다. 기질 농도가 기질 포화상수보다 작을 때는 비성장속도가 기질 농도에 비례하여 증가하고, 기질 농도가 기질 포화상수보다 클 때는 비성장속도가 최대 비성장속도에 수렴한다. 따라서, 준정상상태에서 미생물의 비성장속도는 최대 비성장속도인 0.3 h-1이다.

    포도당의 농도는 시간이 지나면서 감소하게 된다. 이는 미생물이 포도당을 이용하여 생장하면서 소비하기 때문이다. 따라서, 준정상상태에서의 포도당 농도는 초기 포도당 농도보다 작을 것이다.

    미생물의 생장속도는 비성장속도와 달리 기질 농도에 비례하지 않는다. 생장속도는 비성장속도와 기질 농도 모두에 의존하는데, 비성장속도가 기질 농도에 비례하면서 생장속도는 기질 농도의 제곱에 비례한다. 따라서, 준정상상태에서의 미생물 생장속도는 최대 비성장속도인 0.3 h-1보다 작을 것이다.

    준정상상태에서는 미생물의 생장속도와 포도당의 소비속도가 같아지므로, 시간당 포도당의 소비량은 시간당 포도당 공급량과 같아진다. 시간당 포도당 공급량은 100 g/L × 0.2 L/h = 20 g/h 이므로, 시간당 포도당의 소비량도 20 g/h이다.

    따라서, 준정상상태에서의 포도당 농도는 20 g/h ÷ 1 L = 20 g/L 이다. 따라서, 정답은 "20"이다.
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49. 연속살균법이 회분살균법보다 유리한 점이 아닌 것은?

  1. 자동화가 용이하다.
  2. 규모의 확대가 용이하다.
  3. 배지의 품질에 손상이 덜 간다.
  4. 고형물을 다량 포함한 배지도 살균할 수 있다.
(정답률: 73%)
  • 연속살균법은 회분살균법보다 더 많은 시료를 처리할 수 있고, 더욱 정확한 결과를 얻을 수 있으며, 시간과 노력을 절약할 수 있습니다. 그러나 고형물을 다량 포함한 배지도 살균할 수 없다는 것은 연속살균법의 단점입니다. 이는 고형물이 살균기에 막히거나 더러워져 살균 효과가 떨어지기 때문입니다.
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50. 반응기 형태 중 산소전달 면에서 가장 효율이 낮은 형태는?

  1. 충전식(packed bed)
  2. 공기부양식(air lift)
  3. 교반식(stirred vessel)
  4. 기포탑(bubble column)
(정답률: 65%)
  • 충전식 반응기는 고체 입자로 채워진 용기 내에서 반응이 일어나기 때문에 산소가 입자 사이로 통과하기 어렵습니다. 따라서 산소전달 면에서 가장 효율이 낮은 형태입니다.
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51. 효소반응을 다음의 Briggs-Haldane식 (유사정상상태식)으로 나타낼 수 있다고 가정할 때 반응시간에 따른 농도의 변화가 가장 적은 것은?

  1. 반응물
  2. 생성물
  3. 효소활성 저해물
  4. 효소와 반응물의 복합체
(정답률: 76%)
  • Briggs-Haldane식에서 유사정상상태는 효소와 반응물의 복합체가 형성되어 있는 상태를 말한다. 따라서 효소와 반응물의 복합체가 형성되어 있는 경우에는 효소와 반응물이 빠르게 결합하여 반응물이 생성물로 전환되므로 반응시간에 따른 농도의 변화가 가장 적다. 따라서 정답은 "효소와 반응물의 복합체"이다.
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52. 빠른 평형을 가정한 효소반응에서 최대반응속도 Vm에 영향을 주는 요인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 반응온도
  2. 효소농도
  3. 생성물 농도
  4. 활성제 농도
(정답률: 67%)
  • 생성물 농도가 최대반응속도 Vm에 영향을 주는 요인 중 가장 거리가 먼 이유는, 빠른 평형을 가정한 효소반응에서 생성물 농도가 높아질수록 역반응이 촉진되어 반응속도가 감소하기 때문입니다. 따라서 생성물 농도가 높을수록 최대반응속도 Vm는 감소하게 됩니다.
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53. kL·a가 15 h-1인 발효기에서 10 m mole O / gdry weight · h의 qo2를 갖는 대장균을 배양할 때 호기성 조건하에서 자랄 수 있는 최대 대장균 농도(g/L)는 얼마인가? (단, 임계 용존산소 농도는 0.2 mg/L, 30℃에서 발효액 내 공기의 산소 용해율은 7.3 mg/L이다.)

  1. 0.33
  2. 0.67
  3. 1.34
  4. 6.54
(정답률: 43%)
  • qO2 = kL·a·(C* - C)
    여기서 C*는 임계 용존산소 농도, C는 현재 용존산소 농도이다.
    따라서 C* = 0.2 mg/L, qO2 = 10 m mole O / gdry weight · h = 0.64 mg/L·h 이므로,
    0.64 = 15·7.3·(C* - C)
    C = 0.33 mg/L
    대장균의 호기성 조건에서 최대 생장속도는 qO2 = 0이므로,
    μmax = kL·a·C* = 15·7.3·0.2 = 21.9 h-1
    따라서 최대 대장균 농도는 μmax/YX/O2 = 21.9/(0.64/1000) = 34218 g/L = 34.2 g/L
    하지만 이는 이론적인 최대치이므로, 실제로는 더 낮은 농도에서 배양해야 한다. 따라서 정답은 "0.33"이다.
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54. 액중 발효(submerged fermentation)와 비교할 때, 고상 발효(solid-state fermentation)의 특징으로 옳지 않은 것은?

  1. 배지제조 비용이 낮고, 반응기가 간단하여 시설비를 절감할 수 있다.
  2. 배지의 수분 함량이 낮아 오염 가능성이 적다.
  3. 생성물의 분리가 용이하지 않지만 에너지의 효율성이 있다.
  4. 교반이 잘되지 않아서 배지가 불균일하다.
(정답률: 67%)
  • 고상 발효의 특징 중 생성물의 분리가 용이하지 않지만 에너지의 효율성이 있다는 것은 옳지 않습니다. 고상 발효에서는 배지와 기질이 고체 상태로 반응기에 채워지기 때문에 생성물의 분리가 어렵고, 에너지 효율성도 액중 발효에 비해 낮습니다. 그러나 고상 발효는 배지제조 비용이 낮고, 배지의 수분 함량이 낮아 오염 가능성이 적으며, 반응기가 간단하여 시설비를 절감할 수 있다는 장점이 있습니다. 교반이 잘되지 않아서 배지가 불균일하다는 것도 고상 발효의 특징 중 하나입니다.
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55. 균일하고 작은 구멍이 있는 막이 구멍보다 큰 반지름을 갖는 입자를 통과시키지 않는 효과를 이용하여 기체를 멸균하는 것은?

  1. 증기멸균기
  2. 흡착멸균기
  3. 표면여과기
  4. 크로마토그래피멸균기
(정답률: 79%)
  • 표면여과기는 균일하고 작은 구멍이 있는 막으로 이루어져 있어, 구멍보다 큰 입자를 통과시키지 않는 효과를 가지고 있습니다. 이러한 특성을 이용하여 기체를 멸균하는 것이 가능합니다. 기체가 표면여과기를 통과하면서 구멍보다 큰 입자들은 걸러지고, 작은 입자들은 통과하여 멸균이 이루어집니다. 따라서, 정답은 "표면여과기"입니다.
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56. 생물반응기에서 산소농도 측정 시 산소전극의 응답시간(response time)이 문제가 될 수 있다. 측정하려는 kL·a와 전극의 응답에 대한 시간상수 값 중 큰 오차 없이 잴 수 있는 경우는?

  1. 0.1 sec-1, 1 sec-1
  2. 0.1 sec-1, 0.1 sec-1
  3. 10 sec-1, 1 sec-1
  4. 100 sec-1, 10 sec-1
(정답률: 67%)
  • 산소전극의 응답시간은 시간상수 값으로 나타내며, 이 값이 작을수록 빠른 응답이 가능하다. 산소농도 측정 시에는 높은 정확도와 빠른 응답속도가 모두 중요하다. 따라서 kL·a와 전극의 응답에 대한 시간상수 값이 모두 작을수록 큰 오차 없이 잴 수 있다.

    보기 중에서 "0.1 sec-1, 1 sec-1"이 정답인 이유는, 0.1 sec-1은 전극의 응답에 대한 시간상수 값으로서 빠른 응답속도를 보장하며, 1 sec-1은 kL·a 값으로서 높은 정확도를 보장하기 때문이다. 다른 보기들은 적어도 하나의 값이 크기 때문에 정확도나 응답속도 중 하나가 희생될 가능성이 있다.
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57. 효소 고정화를 위한 담체의 재질 중 고정화 형태가 다른 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. Ca-alginate
  2. Activated carbon
  3. Iodoacetyl cellulose
  4. CNBr-activated sephadex
(정답률: 46%)
  • Activated carbon은 미세한 구멍 구조를 가지고 있어서 크기가 다양한 효소 분자들을 효과적으로 고정화할 수 있습니다. 따라서 다른 재질들보다 더 다양한 효소를 고정화할 수 있습니다.
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58. 발효기를 대규모화 할 때 발효기의 높이에 대한 지름의 비가 일정하게 유지된다면, 부피에 대한 표면적의 비는 어떻게 변화하는가?

  1. 감소한다.
  2. 증가한다.
  3. 일정하다.
  4. 감소하다가 증가한다.
(정답률: 71%)
  • 부피가 일정하게 유지되면, 높이가 증가하면 지름은 감소해야 한다. 따라서 발효기의 높이에 대한 지름의 비가 일정하게 유지된다면, 높이가 증가하면 지름은 감소하므로 부피에 대한 표면적의 비는 감소한다.
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59. 미생물을 이용한 생물공정에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 배지의 산화환원 전위는 질소를 통과시켜 높일 수 있다.
  2. 용존산소 농도에 의한 생장제한을 극복하기 위해 높은 압력(2~3 atm)하에서 운전하는 것이 있다.
  3. 아황산염 방법에 의하여 부피전달계수 kL·a를 결정할 때, 황산염의 생성속도는 산소소모속도에 비례한다.
  4. 발효배지의 이온세기는 특정영양소의 세포내·외 로의 전달, 세포의 대사 기능에 영향을 미친다.
(정답률: 62%)
  • "배지의 산화환원 전위는 질소를 통과시켜 높일 수 있다."는 틀린 설명입니다. 배지의 산화환원 전위는 일반적으로 산소와 이산화탄소의 비율을 조절하여 조절됩니다. 질소는 산화환원 전위와는 직접적인 관련이 없습니다.
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60. 그림 (가)와 (나)는 액상에 녹아있는 기질이 경막을 통해 효소가 고정화 되어있는 구형담체 내부에 전달되면서 나타내는 기질농도를 거리에 따라 도해한 것이다. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. (가),(나) 모두 경막이 외부물질전달에 대한 저항으로 작용한다.
  2. (가),(나) 모두 담체내부에 확산저항이 존재한다.
  3. (가)는 (나)에 비해, 효소의 반응속도가 확산속도보다 느리다.
  4. (가),(나) 모두 효소의 반응속도는 외부물질 확산속도에 제한을 받는다.
(정답률: 81%)
  • "(가)는 (나)에 비해, 효소의 반응속도가 확산속도보다 느리다."라는 설명은 옳지 않다. 경막을 통해 효소가 고정화되어 있는 구형담체 내부에서 기질이 확산하여 효소와 상호작용하여 반응이 일어나는데, 이때 효소의 반응속도는 확산속도에 제한을 받는다. 따라서 (가)와 (나) 모두 효소의 반응속도는 외부물질 확산속도에 제한을 받는다.
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4과목: 생물분리공학

61. 단백질 침전을 가장 잘 유도하는 음이온은?

  1. OH-
  2. SO42-
  3. Cl-
  4. NO3-
(정답률: 82%)
  • SO42- 이온은 높은 전하를 가지고 있어서, 금속 이온과 결합하여 침전을 유발하기 쉽습니다. 또한, SO42- 이온은 크기가 크기 때문에 금속 이온과 결합하기 쉽습니다. 따라서, SO42- 이온은 단백질 침전을 가장 잘 유도하는 음이온 중 하나입니다.
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62. 빠른 속도로 여과를 하고자 할 때 적합한 방법이 아닌 것은?

  1. 응집제를 첨가한다.
  2. 여과 면적을 크게 한다.
  3. 여과 보조제를 첨가한다.
  4. 여과포를 여러 장 포개서 쓴다.
(정답률: 86%)
  • 여과포를 여러 장 포개서 쓰는 것은 여과 면적을 크게 하는 방법이지만, 빠른 속도로 여과를 하고자 할 때는 시간이 오래 걸리므로 적합하지 않습니다. 따라서 정답은 "여과포를 여러 장 포개서 쓴다." 입니다.
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63. 발효 중 생성되는 물질로서 동일한 농도에서 세포의 생장에 미치는 독성이 가장 큰 것은?

  1. 에탄올
  2. 부탄올
  3. 아세톤
  4. 아미노산
(정답률: 79%)
  • 부탄올은 에탄올보다 더 큰 분자량을 가지고 있어서 세포막을 뚫고 들어가기 어렵습니다. 그러나 발효 과정에서 농도가 높아지면 세포막을 통과하여 세포 내부에 침투하게 되고, 독성이 높아 세포 생장에 큰 영향을 미칩니다. 따라서 동일한 농도에서 세포의 생장에 미치는 독성이 가장 큰 것은 부탄올입니다.
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64. 0.25 M NH4Cl 수용액의 pH는 얼마인가? (단, 암모니아의 Kb = 1.75×10-5이다.)

  1. 4.35
  2. 4.56
  3. 4.78
  4. 4.92
(정답률: 33%)
  • NH4Cl은 강산성 염이므로 수용액은 산성일 것이다. NH4Cl은 NH4+와 Cl- 이온으로 이루어져 있으며, NH4+ 이온은 약산성을 띄는 NH3과 강산인 H+ 이온으로 분해된다. 이때, NH3은 염기성을 띄므로 H+ 이온을 중화시키게 되어 pH가 상승한다.

    NH4+ + H2O → NH3 + H3O+

    NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH-

    NH4+ 이온의 산성 상수인 Ka는 다음과 같다.

    Ka = [NH4+][H3O+]/[NH3]

    NH4+ 이온의 농도를 x라고 가정하면, [NH3] = 0.25 - x, [H3O+] = x로 나타낼 수 있다.

    Ka = x2/(0.25 - x) = 5.6×10-10

    이를 풀면 x = 1.5×10-5이다.

    따라서, [H3O+] = 1.5×10-5 M 이므로 pH는 4.92이다.
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65. 효모나 대장균에 존재하는 효소를 분리 정제할 때, 가장 널리 이용하는 용액의 pH는?

  1. 1 ~ 2
  2. 3 ~ 5
  3. 6 ~ 8
  4. 9 ~ 11
(정답률: 83%)
  • 효모나 대장균은 중성 또는 약산성 환경에서 가장 잘 성장하기 때문에, 이러한 환경에서 효소를 분리 정제하는 것이 가장 효과적입니다. 따라서, 용액의 pH는 6 ~ 8 범위 내에서 조절하는 것이 일반적입니다. pH가 너무 낮으면 효소가 불안정해지고, pH가 너무 높으면 효소의 활성이 감소할 수 있기 때문입니다.
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66. 1 단 추출공정에서 공급액내의 용질 농도가 낮을 경우 순수한 용매를 사용했을 때 추출물 중의 용질 농도는? (단, 분배계수(K)= 32, 추출물과 추출잔류물 질량비 (E/R) = 30/500, 용질 질량분율(XF) = 4.4×10-4)

  1. 4.4×10-1
  2. 4.4×10-2
  3. 4.4×10-3
  4. 4.4×10-4
(정답률: 42%)
  • 분배계수(K)는 용질이 두 용매 상에서 분배되는 정도를 나타내는 상수입니다. 따라서, 분배계수(K)가 32일 때, 추출물과 추출잔류물 질량비(E/R)가 30/500일 때, 용질 질량분율(XF)이 4.4×10-4일 때, 추출공정에서 공급액내의 용질 농도가 낮을 경우 순수한 용매를 사용했을 때 추출물 중의 용질 농도는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    초기 용질의 양 = 공급액의 질량 × 용질 질량분율 = 1 × 4.4×10-4 = 4.4×10-4 g
    추출물에 추출된 용질의 양 = 초기 용질의 양 × 분배계수(K) = 4.4×10-4 × 32 = 1.408×10-2 g
    따라서, 추출물 중의 용질 농도 = 추출물에 추출된 용질의 양 ÷ 추출물의 질량 = 1.408×10-2 ÷ (30/500) = 0.09387 g/100g = 9.387%
    하지만, 이는 순수한 용매를 사용했을 때의 추출물 중의 용질 농도이므로, 이 값을 용질 질량분율(XF)로 나누어 주어야 합니다.
    따라서, 추출물 중의 용질 농도 = 9.387% ÷ 4.4×10-4 = 4.4×10-2 = 0.0044 = 4.4×10-3
    따라서, 정답은 "4.4×10-3"입니다.
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67. Van Deemter 식은 다음 중 어떤 변수의 관계를 나타낸 식인가?

  1. 단 높이와 유속과의 관계
  2. 단의 수와 유량과의 관계
  3. 포화도와 유속과의 관계
  4. 분배계수와 포화도의 관계
(정답률: 67%)
  • Van Deemter 식은 "단 높이와 유속과의 관계"를 나타내는 식이다. 이 식은 적정한 단 높이를 선택하는 것이 유속을 최적화하는 데 중요하다는 것을 보여준다. 즉, 단 높이가 적절하게 선택되면 유속이 증가하고, 단 높이가 너무 높으면 유속이 감소한다.
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68. 항원-항체의 결합에 의해 일어나는 흡착은?

  1. 다단 흡착
  2. 재래식 흡착
  3. 친화성 흡착
  4. 이온교환 흡착
(정답률: 88%)
  • 항원-항체의 결합은 친화성 흡착에 해당한다. 이는 항체가 특정 항원과 결합하는 능력을 가지고 있기 때문이다. 항체는 항원과 결합하는 부위인 항원 결합부위를 가지고 있으며, 이 결합부위는 항원과 특이적으로 상호작용하여 결합한다. 이러한 친화성 결합은 항체의 특이성을 결정하며, 항원-항체 상호작용의 기초가 된다.
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69. 추출공정에서 분배계수 K > 1 인 조건은? (단, L 은 가벼운 비극성용매이고, H는 무거운 극성 용매이며, μ0는 표준상태의 화학포텐셜이다.)

  1. μ0(H) > μ0(L)
  2. μ0(H) = μ0(L)
  3. μ0(H) < μ0(L)
  4. μ0(H) = ∞
(정답률: 74%)
  • 분배계수 K는 H와 L 사이의 화학포텐셜 차이에 영향을 받는다. 따라서 K > 1이 되기 위해서는 H의 화학포텐셜이 L보다 높아야 한다. 즉, μ0(H) > μ0(L)이어야 한다. 이는 H가 L보다 더 극성이고 더 높은 용해도를 가지기 때문에 발생한다.
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70. 액체에 용해되어 있는 항생물질, 효소 등과 같이 특히 열에 불안정한 물질의 건조에 대해 사용하는 건조법은?

  1. 동결건조법
  2. 고주파건조법
  3. 유동층건조법
  4. 적외선 복사건조법
(정답률: 83%)
  • 동결건조법은 액체나 고체 상태의 물질을 냉동하여 고체 상태로 만든 후, 진공 상태에서 저온으로 건조하는 방법이다. 이 방법은 열에 불안정한 물질의 건조에 특히 적합하며, 용해되어 있는 항생물질이나 효소 등의 활성성을 보존할 수 있다.
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71. 침전 공정 후 단백질을 분리하는 것과 같은 기술로서 생물 분리에 주로 사용되고 있는 분리기술은?

  1. 증발
  2. 증류
  3. 흡수
  4. 막분리
(정답률: 87%)
  • 막분리는 분자 크기나 전하 등의 차이를 이용하여 물질을 분리하는 기술로, 생물학적 분자나 세포 등을 분리하는 데에 주로 사용됩니다. 막분리는 막을 통과하는 물질의 크기나 전하 등의 특성에 따라 분리되므로, 분리하고자 하는 물질의 특성에 따라 적절한 막을 선택하여 사용할 수 있습니다. 따라서 생물 분리에 많이 사용되는 기술 중 하나입니다.
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72. 역삼투의 원리를 가장 효율적으로 이용할 수 있는 생물공학 산업 분야는 어느 것인가?

  1. 당(sugar)류 제품의 탈수
  2. 식품가공, 유제품 가공 등 분야에서의 멸균
  3. 유제품 가공 분야에서의 단백질 회수 및 정제
  4. 발효액으로부터 생산된 재조합 단백질의 회수 및 정제
(정답률: 84%)
  • 역삼투의 원리는 농축 용액에서 물 분자가 반투명 막을 통해 증발하여 농축을 이루는 원리입니다. 이를 이용하여 당류 제품의 탈수를 하면, 물을 제거하여 제품의 농도를 높일 수 있습니다. 따라서 식품가공, 유제품 가공 등 분야에서의 멸균, 유제품 가공 분야에서의 단백질 회수 및 정제, 발효액으로부터 생산된 재조합 단백질의 회수 및 정제 등 다양한 분야에서 이용될 수 있지만, 당류 제품의 탈수에 가장 효율적으로 이용될 수 있습니다.
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73. 발효 최종산물이 수용액 상태일 때, 회수정제 공정 중 대부분의 수분을 제거하기에 가장 적합한 시기는?

  1. 가장 초기 단계
  2. 결정화 단계 전
  3. 농출 공정 완료 후 다음 단계
  4. 최종 단계인 건조 공정 직전
(정답률: 78%)
  • 발효 최종산물이 수용액 상태일 때, 가장 초기 단계에서 회수정제 공정을 진행하는 것이 가장 적합한 시기이다. 이는 초기 단계에서는 아직 최종산물이 충분히 농축되지 않아 수분이 많이 남아있기 때문이다. 따라서 초기 단계에서 회수정제 공정을 진행하면 대부분의 수분을 효과적으로 제거할 수 있으며, 이후 단계에서는 더욱 효율적인 회수정제가 가능해진다. 결정화 단계 전이나 농출 공정 완료 후 다음 단계에서는 이미 최종산물이 충분히 농축되어 있기 때문에 수분 제거 효율이 떨어질 수 있다. 또한, 최종 단계인 건조 공정 직전에서는 이미 대부분의 수분이 제거되어 있기 때문에 추가적인 회수정제 공정이 필요하지 않을 수 있다.
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74. 생성물 용액이 분사구를 통해 가열된 용기로 분무되는 건조기는?

  1. Spray dryer
  2. Freeze dryer
  3. Rotary-drum dryer
  4. Vacuum tray dryer
(정답률: 86%)
  • "Spray dryer"는 생성물 용액을 분사구를 통해 분무하여 작은 입자로 만들고, 이를 가열된 용기에서 건조시키는 건조기이다. 따라서 이 기계가 생성물 용액을 분무하여 건조시키는 과정이 "Spray drying"이라고 불리며, 이는 분말 형태의 최종 생성물을 얻을 수 있는 효과적인 방법 중 하나이다.
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75. 비극성(소수성)을 나타내는 아미노산이 아닌 것은?

  1. 라이신(lysine)
  2. 류신(leucine)
  3. 트립토판(tryptophan)
  4. 페닐알라닌(phyenylalanine)
(정답률: 70%)
  • 라이신은 비극성(소수성)이 아닌 극성 아미노산이다. 비극성 아미노산은 알라닌, 발린, 글리신, 프롤린, 이소류신, 메티오닌, 트레오닌, 시스테인으로, 이들 아미노산은 비극성 측면에서 서로 유사한 특성을 가진다.
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76. 당단백질의 당쇄(carbohydrate)와 친화성을 갖는 물질은?

  1. 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol)
  2. 덱스트란(dextrin)
  3. 렉틴(lectin)
  4. 사이클로덱스트린(cyclodextrin)
(정답률: 57%)
  • 렉틴은 당단백질의 당쇄와 친화성을 갖는 단백질로, 세포간 상호작용, 면역반응, 혈액응고 등 다양한 생리적 기능을 수행합니다. 또한, 렉틴은 식물에서 발견되며, 인간의 소화기관에서도 발견됩니다. 따라서, 당단백질과 상호작용하는 렉틴은 식품과 인체 내에서 중요한 역할을 합니다.
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77. 다음은 분리 정제 공정과 산물의 분리 정제 기준이 되는 특성을 연결한 것이다. 잘못 짝지어진 것은?

  1. 투석 – 확산
  2. 역삼투 – 질량
  3. 한외여과 – 크기
  4. 용매 추출 - 용해도
(정답률: 81%)
  • 정답은 "역삼투 – 질량"이다. 역삼투는 질량이 아닌 극성과 비극성 용액의 상호작용을 이용한 분리 정제 방법이다. 따라서 역삼투는 "극성/비극성"과 같은 특성과 연결되어야 한다.
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78. A는 입자의 전하, B는 입자의 지름, C는 유체의 점도라고 할 때 전기영동 시 전기장 내에서의 입자의 종단속도에 영향을 미치는 인자를 모두 나타낸 것은?

  1. A
  2. A, B
  3. A, C
  4. A, B, C
(정답률: 80%)
  • 정답은 "A, B, C" 입니다.

    - A: 입자의 전하가 크면 전기장에 높은 힘을 받아 종단속도가 높아집니다.
    - B: 입자의 지름이 크면 저항이 커져서 종단속도가 낮아집니다.
    - C: 유체의 점도가 크면 입자가 움직이기 어렵기 때문에 종단속도가 낮아집니다.

    따라서, 입자의 종단속도에 영향을 미치는 인자는 A, B, C입니다.
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79. 생성물이 세포 내에 있는 경우 반드시 필요한 공정은?

  1. 여과
  2. 염석
  3. 원심분리
  4. 세포파쇄
(정답률: 86%)
  • 생성물이 세포 내에 있는 경우, 세포파쇄는 반드시 필요한 공정입니다. 이는 세포를 파괴하여 내부의 생성물을 추출하는 과정으로, 다른 공정들과 달리 세포 내부에 있는 생성물을 완전히 추출할 수 있습니다. 따라서 세포파쇄는 생물학적 연구나 의학적 연구 등에서 매우 중요한 과정입니다.
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80. 전기 투석 장치를 사용할 수 없는 공정은?

  1. 세포파쇄
  2. 이온치환
  3. 전기분해
  4. 염의 농축과 희석
(정답률: 69%)
  • 세포파쇄는 생물학적인 방법으로 세포를 파쇄하여 원하는 물질을 추출하는 방법입니다. 이는 전기 투석 장치를 사용할 수 없는 공정에서도 가능하기 때문에 정답입니다. 이온치환, 전기분해, 염의 농축과 희석은 모두 전기 투석 장치를 사용하는 화학적인 방법이기 때문에 해당 공정에서는 사용할 수 없습니다.
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5과목: 생물공학개론

81. 멸균 공정에 있어서 주어진 온도에서 살아있는 세포나 포자의 수를 윈래 숫자의 10%로 줄이는데 필요한 시간을 나타내는 것은?

  1. L value
  2. Z value
  3. F0 value
  4. D value
(정답률: 80%)
  • "D value"는 멸균 공정에서 세포나 포자의 수를 10배로 줄이는 데 필요한 시간을 나타내는 지표입니다. 이는 온도에 따라 변화하며, "Z value"는 온도가 10도 상승할 때마다 D value가 10배씩 감소하는 지표입니다. "L value"는 미생물의 생존력을 나타내는 지표이며, "F0 value"는 미생물을 죽이기 위해 필요한 열량을 나타내는 지표입니다. 따라서, 주어진 온도에서 살아있는 세포나 포자의 수를 10%로 줄이는데 필요한 시간을 나타내는 것은 "D value"입니다.
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82. 아미노산과 같은 약산을 강염기로 적정할 때의 적정 곡선에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. pH가 점점 증가한다.
  2. pK 값 근처에서는 pH 변화가 작다.
  3. 짝염기의 농도는 항상 일정하게 유지된다.
  4. pH가 pK 보다 작을 때는 산의 농도가 짝염기의 농도 보다 높다.
(정답률: 71%)
  • "짝염기의 농도는 항상 일정하게 유지된다."라는 설명이 틀린 것은 아니지만, 이유에 대한 설명이 필요합니다. 이는 적정 시 짝염기의 농도가 충분히 크기 때문입니다. 적정 시 짝염기의 농도가 충분히 크면 산과 짝염기의 중화 반응에 의해 생성되는 수소 이온(H+)은 짝염기에 의해 완전히 제거됩니다. 따라서 짝염기의 농도는 일정하게 유지됩니다.
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83. 진핵세포 기관 중 지질을 합성하고, 간세포에서 탄수화물 대사, 해독작용, 칼슘이온 저장의 기능을 하는 세포 소기관은?

  1. 리보솜
  2. 조면 소포체
  3. 골지체
  4. 활면 소포체
(정답률: 66%)
  • 활면 소포체는 지질 합성과 간세포에서의 탄수화물 대사, 해독작용, 칼슘이온 저장 등의 기능을 수행하는 세포 소기관입니다. 따라서 이 문제에서 정답은 활면 소포체입니다.
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84. 생식 세포의 염색체 속에 들어 있는 것으로 DNA로 구성된 기본 단위를 무엇이라고 하는가?

  1. 유전자
  2. 미토콘드리아
  3. 핵
  4. 리보솜
(정답률: 86%)
  • 유전자는 생식 세포의 염색체 속에 들어 있는 DNA로 구성된 기본 단위이다. 이것은 생물의 유전 정보를 담고 있으며, 특정한 특성을 결정하는 역할을 한다. 따라서 유전자는 생물의 발달과 진화에 중요한 역할을 한다.
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85. 미생물의 생장과 대사산물 생성과의 관계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 혼합 성장 관련 산물 생성은 완만한 성장기 또는 정지기에 일어난다.
  2. 젖산은 혼합 성장 관련 산물의 예이고, 페니실린은 비성장 관련 산물의 예이다.
  3. 성장 관련 산물은 미생물의 생장과 동시에 생산된다.
  4. 비성장 관련 산물의 생성은 생장 속도가 0인 정지기 동안 진행되고 비생산속도는 세포의 비성장속도에 비례한다.
(정답률: 64%)
  • "성장 관련 산물은 미생물의 생장과 동시에 생산된다."가 틀린 설명입니다.

    비성장 관련 산물의 생성은 생장 속도가 0인 정지기 동안 진행되고 비생산속도는 세포의 비성장속도에 비례합니다. 이는 세포가 생장하지 않더라도 대사 활동이 일어나며, 이 과정에서 비성장 관련 산물이 생성되기 때문입니다. 따라서 비성장 관련 산물의 생성은 생장과는 독립적으로 일어날 수 있습니다.
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86. 중합효소 연쇄반응(Polymerase Chain Reaction, PCR)에 사용하는 효소는?

  1. Telomerase
  2. Taq polymerase
  3. RNA polymerase
  4. Cre recombinase
(정답률: 85%)
  • PCR은 DNA를 복제하는 기술로, DNA 복제를 위해 Taq polymerase를 사용합니다. Taq polymerase는 열악한 조건에서도 안정적으로 작동하는 열알칼리성 효소로, PCR 반응 시 DNA 열변성 및 연장에 필요한 역할을 합니다. 또한 Taq polymerase는 PCR 반응 시 DNA 복제 속도를 높이는 역할도 합니다.
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87. PCR을 이용한 유전자 복제 사이클이 2 분 이라면, 하나의 DNA 조각을 18 분 동안 복제하면 몇 개의 조각이 되겠는가?

  1. 128
  2. 256
  3. 512
  4. 1024
(정답률: 85%)
  • PCR 사이클마다 DNA 조각이 2배씩 증가하므로 18분 동안 2^9 (2의 9승)배가 되어 512개의 조각이 된다. 따라서 정답은 "512"이다.
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88. 세포막을 통한 작은 분자들의 수송 기작에서 에너지에 의존하지 않는 기작으로만 짝지어진 것은?

  1. 수동확산, 능동수송
  2. 수동확산, 촉진확산
  3. 촉진확산, 능동수송
  4. 촉진확산, 집단전이
(정답률: 76%)
  • 수동확산과 촉진확산은 에너지에 의존하지 않는 기작으로 작은 분자들이 세포막을 통해 이동할 수 있습니다. 수동확산은 농도 차이에 의해 분자들이 자연스럽게 농도가 낮은 쪽에서 농도가 높은 쪽으로 이동하는 것을 말하며, 촉진확산은 채널 단백질이나 운반체를 통해 분자들이 이동하는 것을 말합니다. 이 두 가지 기작은 세포막을 통한 작은 분자들의 수송에서 에너지에 의존하지 않는 기작으로만 짝지어진 것입니다.
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89. 단백질 번역 과정에서 종결 코돈이 아닌 것은?

  1. UGG
  2. UGA
  3. UAA
  4. UAG
(정답률: 80%)
  • UGG는 트립토판 (tryptophan) 아미노산을 나타내는 코돈이며, 종결 코돈이 아닙니다. 종결 코돈은 UGA, UAA, UAG입니다.
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90. 동물 세포를 용질의 농도가 세포보다 낮은 저장액에 담그면 동물 세포는 어떻게 되는가?

  1. 터진다.
  2. 분열한다.
  3. 변화없다.
  4. 쪼그라든다.
(정답률: 87%)
  • 동물 세포는 용질의 농도가 낮은 저장액에 담그면 osmosis(이동식 산화)가 일어나서 저장액에서 물이 세포 내부로 흘러들어가게 됩니다. 이로 인해 세포 내부의 압력이 증가하게 되고, 이 압력이 너무 높아지면 세포막이 터져서 세포가 파괴되기 때문에 "터진다." 라는 답이 됩니다.
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91. 살모넬라균과 이질균만을 선택적으로 배양하는 SS 한천배지를 가리키는 용어는?

  1. 선택배지
  2. 제한배지
  3. 최소배지
  4. 액체배지
(정답률: 83%)
  • 정답은 "선택배지"입니다.

    선택배지는 특정한 세균만을 선택적으로 배양하기 위해 만들어진 배지입니다. 이 경우에는 살모넬라균과 이질균만을 선택적으로 배양하기 위해 만들어진 SS 한천배지가 선택배지에 해당됩니다. 선택배지는 일반적으로 특정 성장 요구조건을 가진 세균을 선별하기 위해 사용됩니다.

    반면에 제한배지는 특정 세균의 성장을 제한하기 위해 만들어진 배지이며, 최소배지는 세균의 최소한의 영양소만을 포함한 배지입니다. 액체배지는 세균을 액체 상태에서 배양하기 위해 사용되는 배지입니다.
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92. 세포 내에서 발견되는 염색체와는 별개인 DNA분자로서 독립적인 복제 능력을 가지는 유전인자들의 집합체는?

  1. 엑손(exon)
  2. 오페론(operon)
  3. 인트론(intron)
  4. 플라스미드(plasmid)
(정답률: 87%)
  • 플라스미드는 세포 내에서 발견되는 염색체와는 별개인 DNA분자로서, 독립적인 복제 능력을 가지고 있습니다. 이는 즉, 세포 내에서 역할을 수행하는 유전인자들과는 별개로, 추가적인 유전 정보를 전달하고 복제할 수 있는 능력을 가지고 있다는 것을 의미합니다. 따라서 플라스미드는 세포 내에서 유용한 유전자 조작 연구나 유전자 치료 등에 활용될 수 있습니다.
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93. 대기압에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 게이지로 측정한 압력
  2. 게이지압과 대기압의 곱
  3. 게이지압과 대기압의 합
  4. 게이지압과 절대압의 차
(정답률: 75%)
  • 대기압은 지표면에서 공기가 지구 중심으로부터의 중력에 의해 압축되어 만들어지는 압력입니다. 게이지압은 대기압과의 차이를 나타내는 압력이며, 절대압은 대기압을 포함한 전체 압력을 나타내는 압력입니다. 따라서 게이지압과 절대압의 차이가 옳은 대기압의 설명입니다.
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94. Pentose-phosphate 경로의 주요 역할은?

  1. 생합성을 위한 NADPH를 제공한다.
  2. 무산소 호흡을 위해 중요한 역할을 한다.
  3. 산소에 전자를 전달하여 ATP를 생산한다.
  4. 대사를 위해 acetyl-CoA 제거 역할을 한다.
(정답률: 75%)
  • Pentose-phosphate 경로는 생합성을 위한 NADPH를 제공하는 경로이다. 이 경로에서 NADPH는 다양한 생화학적 반응에서 전자를 전달하는 역할을 하며, 이는 지질 합성, 단백질 합성, 핵산 합성 등의 생합성 과정에서 필요한 에너지원이 된다. 따라서 Pentose-phosphate 경로는 생체에서 중요한 역할을 하며, NADPH 생산을 위한 주요 경로 중 하나이다.
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95. 전기영동으로 RNA를 분리하는 방법 중 하나인 Glyoxal/DMSO 방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. DMSO는 수소결합을 방해하는 역할을 한다.
  2. 전기영동을 하는 동안 완충용액의 pH 값이 일정하다.
  3. Glyoxal 은 guanine과 공유 결합하여 G-C 염기쌍을 방지한다.
  4. Formaldehyde를 이용하는 방법에 비해 running이 느린 단점이 있다.
(정답률: 65%)
  • 전기영동을 하는 동안 완충용액의 pH 값이 일정하다는 설명이 틀린 것이다. Glyoxal/DMSO 방법은 RNA 분자의 이중나선 구조를 끊어주는 Glyoxal과 RNA 분자를 더 잘 풀어주는 DMSO를 함께 사용하여 RNA를 분리하는 방법이다. Glyoxal은 guanine과 공유 결합하여 G-C 염기쌍을 방지하고, DMSO는 수소결합을 방해하는 역할을 한다. Formaldehyde를 이용하는 방법에 비해 running이 느린 단점이 있다.
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96. 분자생물학 실험에서 사용되는 전기영동(electrophoresis)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 이동거리는 분자량에 비례하여 증가한다.
  2. 크기가 작은 분자일수록 더 쉽게 이동한다.
  3. 이동거리는 분자량이 감소할수록 증가한다.
  4. DNA의 겔 전기영동을 위한 실험의 경우 전기장에서 음전하를 띤 DNA 분자가 agarose를 통하여 이동한다.
(정답률: 87%)
  • "이동거리는 분자량이 감소할수록 증가한다."는 틀린 설명입니다. 이동거리는 분자량에 비례하여 증가합니다. 이는 분자량이 큰 분자일수록 전기장에서 이동하는 데 필요한 에너지가 많아지기 때문입니다. 또한, "크기가 작은 분자일수록 더 쉽게 이동한다."는 맞는 설명입니다. 이는 작은 분자일수록 전기장에서 이동하는 데 필요한 저항이 적기 때문입니다. 마지막으로, DNA의 겔 전기영동을 위한 실험의 경우 전기장에서 음전하를 띤 DNA 분자가 agarose를 통하여 이동한다는 설명도 맞는 설명입니다.
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97. 분열 중인 세포는 100 개의 복제를 만들 만큼 충분한 DNA를 가지고 있으며 플라스미드 DNA는 절반이 이량체로 존재하고 20%가 사량체로 존재할 때 플라스미드 불포함 세포가존재할 확률은?

  1. 2(1-40)
  2. 2(1-50)
  3. 2(1-60)
  4. 2(1-70)
(정답률: 58%)
  • 분열 중인 세포가 100 개의 복제를 만들 만큼 충분한 DNA를 가지고 있으므로, 각 세포는 플라스미드 DNA를 포함하거나 불포함할 수 있습니다. 플라스미드 DNA가 이중체로 존재하는 경우 50%의 확률로 각 세포에게 전달됩니다. 또한, 플라스미드 DNA가 사량체로 존재하는 경우 20%의 확률로 각 세포에게 전달됩니다.

    따라서, 플라스미드를 불포함한 세포가 존재할 확률은 (1-0.5) * (1-0.2)의 계산으로 0.4이며, 이를 100번 복제한 후에도 변함이 없습니다. 이를 지수 형태로 표현하면 2(1-60)가 됩니다. 따라서, 정답은 "2(1-60)"입니다.
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98. 효소가 반응을 촉진시키기 위하여 주로 하는 역할은?

  1. 효소는 자유 에너지에 영향을 끼친다.
  2. 효소는 반응의 평형상수에 영향을 끼친다.
  3. 효소는 활성화 에너지(activation energy)를 높이는 역할을 한다.
  4. 효소는 활성화 에너지(activation energy)를 낮추는 역할을 한다.
(정답률: 84%)
  • 효소는 활성화 에너지(activation energy)를 낮추는 역할을 한다. 이는 반응물 분자들이 반응하기 위해 극복해야 하는 장벽인 활성화 에너지를 낮추어 반응이 더 쉽게 일어나도록 돕기 때문이다. 따라서 효소는 반응 속도를 촉진시키는 역할을 한다.
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99. 축합반응에 의하여 4개 분자의 포도당으로부터 만들어진 올리고당의 분자량은? (단, 포도당의 분자량은 180이다.)

  1. 666
  2. 684
  3. 702
  4. 720
(정답률: 78%)
  • 올리고당은 4개의 포도당 분자가 축합하여 생성되므로, 분자량은 4배가 된다. 따라서 올리고당의 분자량은 180 x 4 = 720이다. 따라서, 보기에서 정답이 "666"이 아닌 "720"이 되어야 한다. 따라서, 이 문제는 잘못 출제된 것으로 보인다.
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100. 빛 에너지를 화학에너지로 전환시키는 세포내소기관은?

  1. 엽록체
  2. 미토콘드리아
  3. 엽록소
  4. 리소좀
(정답률: 85%)
  • 엽록체는 광합성을 수행하는 세포내 소기관으로, 빛 에너지를 화학 에너지로 전환시키는 역할을 합니다. 엽록체 내부에는 엽록소라는 색소가 존재하며, 이 엽록소가 빛을 흡수하여 화학 에너지로 변환합니다. 이러한 화학 에너지는 이후에 탄소 반응과 결합하여 유기물을 생성하는 과정에서 사용됩니다.
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