바이오화학제품제조기사 필기 기출문제복원 (2020-06-22)

바이오화학제품제조기사 2020-06-22 필기 기출문제 해설

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바이오화학제품제조기사
(2020-06-22 기출문제)

목록

1과목: 미생물공학

1. Psychrophile 이란 다음 어떤 조건에서 자라는 미생물인가?

  1. 낮은 pH(pH 2-4)
  2. 높은 pH(pH 10-12)
  3. 낮은 온도(4-15℃)
  4. 높은 염도
(정답률: 80%)
  • Psychrophile은 저온성 미생물로, 주로 $4 \sim 15^{\circ}\text{C}$의 낮은 온도 환경에서 최적으로 성장합니다.

    오답 노트
    낮은 pH: Acidophile
    높은 pH: Alkaliphile
    높은 염도: Halophile
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2. 바이오화학소재 생산을 위한 원·부재료에 대한 품질관리 공통 사항으로 옳지 않은 것은?

  1. 입고 전 원·부재료별 품질 기준에 따른 품질 검사 실시
  2. 원료별 보관 조건에 맞는 보관장소 마련 및 청결 유지
  3. 장/단기 사용 원료를 서로 구분하여 반드시 따로 별도의 창고에 보관
  4. 원·부재료 보관 장소에 점검일지를 비치하여 정기적 점검 및 미비 사항 보완
(정답률: 89%)
  • 원·부재료 품질관리의 핵심은 효율적인 재고 관리와 품질 유지입니다. 장/단기 사용 원료는 선입선출(First-In, First-Out)이 가능하도록 구분하여 보관하는 것이 원칙이며, 이를 위해 반드시 별도의 창고에 나누어 보관해야 한다는 규정은 없습니다.

    오답 노트
    입고 전 품질 검사, 보관 조건 준수 및 청결 유지, 점검일지 비치 및 정기 점검은 모두 올바른 품질관리 사항입니다.
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3. 국내 대표적인 미생물 균주 분양 기관인 생물자원센터(KCTC) 홈페이지에서 균주를 검색할 때 나타나는 검색 결과에 포함되지 않는 것은?

  1. 자원 번호 및 타기관 균주 번호
  2. 학명 및 자원종류
  3. Biosafety Level 및 기본 가격
  4. 영양요구성 및 병원성 여부
(정답률: 78%)
  • 생물자원센터(KCTC) 홈페이지의 균주 검색 결과에는 자원 번호, 타기관 균주 번호, 학명, 자원종류, Biosafety Level, 기본 가격 등이 포함되지만, 영양요구성 및 병원성 여부는 검색 결과 항목에 포함되지 않습니다.
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4. 대수기 상태인 미생물의 농도가 1×107 cells/mL일 때 2시간 후 미생물 농도(cells/mL)는? (단, 대수기에서의 세대시간은 30 min이다.)

  1. 4×107
  2. 8×107
  3. 16×107
  4. 32×107
(정답률: 82%)
  • 세대시간이 30분이면 30분마다 세포 수가 2배로 증가합니다. 2시간(120분) 동안 총 4번의 분열이 일어나므로 초기 농도의 $2^4$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $N = N_0 \times 2^n$
    ② [숫자 대입] $N = (1 \times 10^7) \times 2^4$
    ③ [최종 결과] $N = 16 \times 10^7$
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5. 순수세포성장속도 (Net Growth Rate)가 0이며 주로 이차대사물이 생성되는 세포성장주기는?

  1. 지연기
  2. 지수 성장기
  3. 정지기
  4. 사멸기
(정답률: 89%)
  • 순수세포성장속도가 0이라는 것은 세포의 성장 속도와 사멸 속도가 동일하여 전체 세포 수가 일정하게 유지되는 상태를 의미하며, 이 시기에 주로 이차대사물이 생성됩니다.
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6. 생물체의 명명법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 미생물은 이명법(Binary nomenclature)을 사용하고 이름은 라틴어로 명명한다.
  2. Escherichia coli 경우 Escherichia는 종(Species)명이고 coli는 속(genus)명이다.
  3. 보고서나 논문에서 생물체가 처음 언급될 때에는 종명, 속명을 모두 써주어야 하며 그 다음에는 속명의 경우 줄여서 그 첫 자와 마침표(.)만 쓴다.
  4. Escherichia coli B/r과 Escherichia coli K12는 Escherichia coli의 아균주(substrain)들이며 생장이나 생리적 특성이 서로 다르다.
(정답률: 87%)
  • 생물체의 이명법에서 앞 단어는 속(genus)명이고 뒤 단어는 종(species)명입니다. 따라서 Escherichia coli의 경우 Escherichia가 속명이고 coli가 종명입니다.
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7. 포자 또는 포낭을 형성하는 건조에 강한 미생물의 균주 보관법으로 가장 적합한 것은?

  1. 동결 보존법
  2. 담체 보존법
  3. 동결 건조법
  4. 건조 보존법
(정답률: 73%)
  • 포자나 포낭을 형성하여 건조에 강한 균주는 토양, 모래, 유리구슬과 같은 담체에 포자 용액을 넣고 상온 건조 후 밀봉하여 보관하는 담체 보존법이 가장 적합합니다.
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8. 121℃에서 미생물이 1/10로 감소하는데 걸리는 시간이 1.5min이라면 총 1011개의 미생물을 10개로 감소시키는 데 걸리는 시간(min)은 약 몇 분인가?

  1. 15
  2. 20
  3. 25
  4. 30
(정답률: 84%)
  • 미생물이 1/10로 감소하는 데 걸리는 시간(D-value 개념)을 이용하여, 총 감소 횟수를 곱해 전체 시간을 계산합니다. $10^{11}$개에서 $10$개로 감소하려면 $10^{10}$배, 즉 10번의 1/10 감소 과정이 필요합니다.
    ① [기본 공식] $T = t \times n$
    ② [숫자 대입] $T = 1.5 \times 10$
    ③ [최종 결과] $T = 15$
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9. 세포의 성장에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 정지기에서는 세포의 성장속도와 사멸속도가 같다.
  2. 세포의 비성장속도가 1h-1 일 때 세포의 배가시간은 약 42 분이다.
  3. 대수성장기에서는 세포의 성장속도가 영양소 농도와 관련되어 있다.
  4. 대수성장기에서는 시간에 따라 세포의 질량과 수가 지수적으로 늘어난다.
(정답률: 64%)
  • 대수성장기(Exponential phase)는 영양소가 충분한 상태에서 세포가 최대 속도로 분열하는 시기이므로, 성장속도가 영양소 농도의 영향을 받지 않고 일정하게 유지됩니다.

    오답 노트
    정지기: 성장속도와 사멸속도가 평형을 이룸
    배가시간: 비성장속도가 $1\text{h}^{-1}$일 때 배가시간은 $\frac{\ln 2}{1} \times 60 \approx 41.58$분으로 약 42분이 맞음
    대수성장기: 질량과 수가 지수적으로 증가
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10. DNA 복제 및 전사와 관련 효소 중 염색체 DNA의 초나선(Supercoiled) 구조를 풀어서 공유결합폐쇄환성(Covalently-Closed-Circular) DNA의 형태를 변화시킬 수 있는 효소는?

  1. Nuclease
  2. Polymerase
  3. Topoisomerase
  4. Modifying Enzyme
(정답률: 80%)
  • Topoisomerase는 DNA 복제나 전사 과정에서 발생하는 초나선 구조의 꼬임을 풀거나 조절하여 DNA의 물리적 긴장을 완화시키는 효소입니다.
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11. 진핵세포의 세포 소기관과 그 기능의 연결이 틀린 것은?

  1. 조면 소포체 - 당합성
  2. 핵 - DNA합성
  3. 리보솜 - 단백질 합성
  4. 액포 - 세포 폐기물 저장
(정답률: 90%)
  • 조면 소포체는 표면에 리보솜이 부착되어 있어 단백질을 합성하고 운반하는 역할을 수행합니다. 당합성은 주로 활면 소포체에서 이루어집니다.
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12. 다음 원·부재료 샘플링 검사들 중 샘플링 횟수가 다른 한 가지는?

  1. AQL(aceeptable quality level)
  2. MSI(multiple sampling inspection)
  3. OC(operating characteristic)
  4. LTPD(lot tolerance percent defective)
(정답률: 82%)
  • 샘플링 검사 방식은 횟수에 따라 구분됩니다. MSI(multiple sampling inspection)는 이름 그대로 여러 번 샘플링을 수행하는 다회 샘플링 검사 방식입니다.

    오답 노트
    AQL, LTPD, OC: 1회 샘플링 검사 방식
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13. 비성장속도(Specific Growth Rate)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 단위는 h-1로서 단위시간당 단위균체당 변화된 균체의 양을 의미한다.
  2. 비성장속도와 성장속도는 같은 의미로 생물체가 한 시간 동안 증가된 개체수 혹은 개체질량을 의미한다.
  3. 동일한 환경조건에서 모든 미생물의 최대 비성장속도는 같다.
  4. 비성장속도와 기질의 소비속도, 산소소비속도 등은 반비례한다.
(정답률: 79%)
  • 비성장속도는 단위 시간당 단위 균체량의 증가율을 나타내며, 단위는 $h^{-1}$을 사용합니다.
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14. GMP의 유효성을 확인하는 단계 중 OQ, IQ, PQ 과정을 순서대로 나열한 것은?

  1. IQ → OQ → PQ
  2. OQ → PQ → IQ
  3. PQ → IQ → OQ
  4. PQ → OQ → IQ
(정답률: 85%)
  • GMP 유효성 확인은 설치 확인(IQ)을 통해 기기 사양을 먼저 점검하고, 운전 확인(OQ)으로 정상 작동 여부를 확인한 뒤, 성능 확인(PQ)을 통해 실제 공정 제품의 유효성을 검증하는 순서로 진행됩니다.
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15. 다음 중 산업적 미생물 발효에서 탄소원으로 사용되는 기질은?

  1. 펩톤
  2. 당밀
  3. 대두박
  4. corn steep liquor
(정답률: 78%)
  • 산업적 미생물 발효에서는 경제적인 탄소원 공급이 중요한데, 사탕수수나 사탕물에서 추출한 폐당밀 등이 대표적인 탄소원으로 사용됩니다.

    오답 노트
    펩톤, 대두박, corn steep liquor: 주로 질소원으로 사용됨
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16. 무균 상태에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 살아 있는 세포가 전혀 없는 상태
  2. 살아 있는 세포가 있는 상태
  3. 특정한 농도 이하로 세포들이 존재하는 상태
  4. 세포의 생물활성이 정지된 상태
(정답률: 91%)
  • 무균 상태란 모든 형태의 살아 있는 미생물(세포)이 완전히 제거되어 전혀 존재하지 않는 상태를 의미합니다.
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17. 발효 시 포도당을 사용하여 호기성 조건하에서 자라는 대부분의 효모와 박테리아의 일반적인 생장수율(Yx/s(g/g))의 값의 범위는?

  1. 0.4 ~ 0.6
  2. 0.7 ~ 1.0
  3. 1.1 ~ 1.4
  4. 1.5 ~ 1.6
(정답률: 72%)
  • 포도당을 탄소원으로 사용하는 호기성 조건의 미생물 생장수율($Y_{x/s}$)은 일반적으로 $0.38 \sim 0.51$ g/g 범위에서 측정됩니다. 따라서 제시된 보기 중 이 범위를 포함하는 $0.4 \sim 0.6$이 가장 적절한 값의 범위입니다.
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18. 다음 중 열에 불안정한 배지 또는 기구 등을 멸균하기 위한 방법으로 옳지 않은 것은?

  1. 건열 멸균
  2. 여과 멸균
  3. 자외선 멸균
  4. Ethylene oxide 멸균
(정답률: 85%)
  • 건열 멸균은 고온의 건조한 열을 이용하여 멸균하는 방식입니다. 열에 불안정한 배지나 기구에 고온의 열을 가하면 성분이 변질되거나 기구가 녹아 변형될 수 있으므로 적합하지 않습니다.

    오답 노트
    여과 멸균, 자외선 멸균, Ethylene oxide 멸균은 열을 가하지 않거나 낮은 온도에서 수행하는 저온 멸균법으로 열에 약한 물질에 사용 가능합니다.
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19. 용액의 pH가 9.68일 때 용액 중의 [H+]는 약 몇 M인가?

  1. 2.1×10-10
  2. 3.1×10-10
  3. 3.5×10-10
  4. 4.1×10-10
(정답률: 66%)
  • pH 값은 수소 이온 농도의 상용로그 값에 마이너스를 붙인 것이므로, pH를 통해 수소 이온 농도를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $[H^{+}] = 10^{-pH}$
    ② [숫자 대입] $[H^{+}] = 10^{-9.68}$
    ③ [최종 결과] $[H^{+}] = 2.1 \times 10^{-10}$
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20. 품질(보증)부서 책임자는 시험지시서에 의하여 시험을 지시하여야 하는데 이 때 시험지시서에 포함될 항목이 아닌 것은?

  1. 시험항목 및 시험기준
  2. 시험지시자 및 지시연월일
  3. 제조번호 또는 관리번호
  4. 재가공방법 및 사용상 주의사항
(정답률: 81%)
  • 시험지시서는 시험의 정확한 수행을 위해 필요한 항목을 명시하는 문서입니다. 시험항목 및 시험기준, 시험지시자 및 지시연월일, 제조번호 또는 관리번호 등은 필수 포함 항목이지만, 재가공방법 및 사용상 주의사항은 시험 지시 단계가 아닌 공정 관리나 제품 사용 단계의 내용이므로 포함되지 않습니다.
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2과목: 배양공학

21. TCA회로의 주요 역할이 아닌 것은?

  1. 에너지의 발생
  2. 생합성에 필요한 NADPH의 생성
  3. 전자전달계에 필요한 전자(NADH)의 생성
  4. 아미노산 합성을 위한 탄소계 골격물질의 공급
(정답률: 75%)
  • TCA 회로는 에너지(ATP) 생산, 전자전달계로 보낼 NADH 생성, 생합성을 위한 탄소 골격 공급이 주 역할입니다.

    오답 노트
    생합성에 필요한 NADPH의 생성: 이는 PPP pathway(오탄당 인산 경로)의 주요 역할입니다.
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22. 다음 중 시간 상수(time constant)에 해당되지 않는 것은? (단, L: 공급관의 길이, υ: 액체의 유속, μ: 비성장속도, kLa: 부피전달계수, V: 반응기 부피, Q: 유량)

  1. L/υ
  2. 1/μ
  3. 1/kLa
  4. V2/Q
(정답률: 71%)
  • 시간 상수는 물리량의 단위가 시간(time)으로 나타나는 식을 의미합니다.

    오답 노트
    V²/Q: 단위가 [부피²/시간]이 되어 시간 상수가 될 수 없으며, V/Q가 올바른 시간 상수 식입니다.
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23. 해당과정을 통해 생성되는 피루브산(Pyruvate)이 NADH에 의해 바로 환원되어 생성되는 유기산은?

  1. 젖산(Lactate)
  2. 숙신산(Succinate)
  3. 구연산(Citrate)
  4. 사과산(Malate)
(정답률: 68%)
  • 혐기적 조건에서 해당과정의 최종 산물인 피루브산이 NADH로부터 전자를 받아 환원되면 젖산(Lactate)이 생성됩니다.
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24. COOH기와 NH3기 각각의 해리상수 pK 값이 pKCOOH는 2.4, pKNH3 는 9.6인 아미노산이 있다면, 이 아미노산의 등전점(pI)은?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 87%)
  • 아미노산의 등전점(pI)은 양쪽 끝 작용기의 pK 값의 산술 평균으로 구합니다.
    ① [기본 공식] $pI = \frac{pK_{COOH} + pK_{NH_3}}{2}$
    ② [숫자 대입] $pI = \frac{2.4 + 9.6}{2}$
    ③ [최종 결과] $pI = 6$
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25. 회분식 배양의지수 성장기에서 세포의 배가시간(doubling time)이 30min일 때 비성장속도(specific growth rate, min-1 )는?

  1. 0.017
  2. 0.02
  3. 1.39
  4. 43.29
(정답률: 64%)
  • 세포의 배가시간과 비성장속도의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\mu = \frac{0.693}{t_d}$
    ② [숫자 대입] $\mu = \frac{0.693}{30}$
    ③ [최종 결과] $\mu = 0.0231$
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26. HMP(Hexose-monophosphate) 경로에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 총 2개의 NADH가 생성된다.
  2. 방향족 아미노산의 전구체가 생성된다.
  3. 기질수준 인산화에 의해 2개의 ATP가 생성된다.
  4. 3개, 4개, 5개, 8개의 탄소 원자를 갖는 일련의 저분자 유기화합물을 만들어준다.
(정답률: 67%)
  • HMP 경로는 포도당 산화 과정에서 NADPH와 리불로스-5-인산을 생성하며, 특히 리불로스-5-인산은 방향족 아미노산의 전구체인 에리트룰로스-4-인산 등을 생성하는 데 사용됩니다.

    오답 노트
    NADH 생성: NADH가 아닌 NADPH가 생성됨
    ATP 생성: 기질수준 인산화에 의한 ATP 생성 과정이 없음
    탄소 원자 수: 주로 3, 4, 5, 6, 7개 탄소 화합물을 생성함
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27. 다음 [보기]의 DNA로 이론적으로 만들 수 있는 단백질의 아미노산의 개수는 몇 개 인가?

  1. 6
  2. 7
  3. 10
  4. 30
(정답률: 76%)
  • DNA 서열을 mRNA로 전사한 후, 개시코돈(AUG)부터 종결코돈(UAA, UAG, UGA) 전까지의 코돈 개수를 세어 아미노산 수를 결정합니다.
    제시된 DNA: $5' \text{ATG GGC ATC TAT AGC GCA TAA GCT TGA CAC} 3'$
    전사된 mRNA: $5' \text{AUG GGC AUC UAU AGC GCA UAA GCU UGA CAC} 3'$
    분석: 개시코돈(AUG)부터 시작하여 종결코돈(UAA)이 나타나기 전까지의 코돈은 AUG, GGC, AUC, UAU, AGC, GCA 총 6개입니다.
    따라서 생성되는 아미노산의 개수는 6개입니다.
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28. 역전사효소에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 프라이머가 필요하다.
  2. 합성방향은 5’→3 ’이다.
  3. 모든 생물에 존재하는 효소이다.
  4. RNA를 주형으로 하여 DNA를 합성한다.
(정답률: 86%)
  • 역전사효소는 RNA를 주형으로 하여 DNA를 합성하는 효소로, 모든 생물이 아닌 레트로바이러스(Retrovirus)가 특이적으로 가지고 있는 효소입니다.
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29. 액체 배양법만을 사용하여 발효한 식품은?

  1. 청국장
  2. 된장
  3. 청주
  4. 식초
(정답률: 87%)
  • 식초는 초산균을 이용하여 액체 상태의 배지에서 알코올을 초산으로 산화시키는 액체 배양법만을 사용하여 제조하는 발효 식품입니다.
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30. 생장속도에 지배되는 플라스미드 함유 균주의 불안정성을 해소할 수 있는 방안으로 옳은 것은?

  1. 생장속도를 늦추어 플라스미드 함유 균주를 잘 성장하도록 한다.
  2. 배양기간을 늘려서 플라스미드 함유 균주도 충분히 성장할 수 있는 시간을 준다.
  3. 항생제, 영양요구성 등의 선택압력을 주어서 플라스미드 함유 균주만 성장하도록 한다.
  4. 접종 시 플라스미드 함유 균주의 접종량을 늘려서 플라스미드 함유 균주만 성장하도록 한다.
(정답률: 77%)
  • 플라스미드를 보유하지 않은 균주가 생장 속도 면에서 유리하여 우점하는 것을 막기 위해, 항생제나 영양요구성 같은 선택압력을 가해 플라스미드 함유 균주만 생존하도록 유도해야 합니다.

    오답 노트
    생장속도를 늦추어 플라스미드 함유 균주를 잘 성장하도록 한다: 생장속도와 플라스미드 함유 정도는 비례하지 않습니다.
    배양기간을 늘려서 플라스미드 함유 균주도 충분히 성장할 수 있는 시간을 준다: 배양기간이 길어질수록 플라스미드가 소실되는 curing 현상이 유도될 수 있습니다.
    접종 시 플라스미드 함유 균주의 접종량을 늘려서 플라스미드 함유 균주만 성장하도록 한다: 단순히 접종량을 늘리는 것만으로는 선택적 성장을 보장할 수 없습니다.
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31. 단백질과 효소의 관계를 설명한 것으로 옳은 것은?

  1. 효소는 운반단백질로 분류된다.
  2. 효소는 단백질의 일부로 분류된다.
  3. 단백질과 효소의 기능은 동일하다.
  4. 단백질과 효소는 전혀 다른 물질이다.
(정답률: 89%)
  • 효소는 생체 내에서 화학 반응을 촉매하는 특수한 기능을 가진 단백질의 한 종류이므로, 단백질이라는 큰 범주 안에 효소가 포함됩니다.
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32. 페니실린에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 베타락탐계 항생제이다.
  2. 그람양성균의 세포벽 합성을 저해한다.
  3. 주로 방선균으로부터 생산된다.
  4. 플레밍(A. Fleming)에 의해 발견된 세계 최초의 항생제이다.
(정답률: 85%)
  • 페니실린은 방선균이 아니라 Penicillium속에 속하는 푸른곰팡이(진균)에서 생산되는 물질입니다.

    오답 노트
    주로 방선균으로부터 생산된다: Streptomyces griseus와 같은 방선균은 Streptomycin 등을 생산합니다.
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33. 다량 영양소(macronutrient)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 인은 핵산에 존재한다.
  2. 질소는 단백질과 핵산의 형태로 세포생장에 이용된다.
  3. 탄소화합물은 세포의 탄소와 에너지의 주요 공급원이다.
  4. 황은 건조균체량의 약 9%를 차지하며 미토콘드리아의 성분이다.
(정답률: 89%)
  • 황의 건조균체량은 약 $1\%$ 수준으로 매우 적은 비중을 차지합니다.

    오답 노트
    황은 건조균체량의 약 9%를 차지하며 미토콘드리아의 성분이다: 건조균체량 함량이 약 $1\%$로 낮습니다.
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34. 다음 중 지방산 생합성 단계에서 Acetyl-CoA와 이산화탄소로 생성되는 중간생성물은 무엇인가?

  1. 글리세롤(Glycerol)
  2. 말로닐-CoA(Malonyl-CoA)
  3. 포스포에놀피루브산(Phosphoenolpyruvate)
  4. 3-포스포글리세르산(3 -phosphoglycerate)
(정답률: 75%)
  • 지방산 생합성의 첫 번째 단계에서 Acetyl-CoA가 $CO_{2}$와 결합하여 말로닐-CoA(Malonyl-CoA)가 생성되며, 이는 이후 탄소 사슬을 연장하는 핵심 중간체로 작용합니다.
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35. 미생물의 대사에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 효모가 호기성 조건에서 고농도의 포도당이 존재할 경우에 에탄올을 생성하는데 이를 Pasteur effect라고 한다.
  2. 생체내 에너지는 주로 ATP에 의하여 저장되었다가 사용되는데, 혐기성 조건에서는 전자전달계에서 생성될 수 없다.
  3. 효모가 산소에 의하여 대사조절이 이루어지는 것은 Crabtree효과라고 하는데, phosphofructokinase가 조절효소이다.
  4. 이화작용은 세포가 화합물을 분해하여 에너지를 얻는 대사이고, 동화작용은 복잡한 화합물을 합성하는 대사이다.
(정답률: 85%)
  • 이화작용은 복잡한 화합물을 단순한 화합물로 분해하여 에너지를 방출하는 대사 과정이며, 동화작용은 에너지를 소비하여 단순한 물질로부터 복잡한 화합물을 합성하는 대사 과정입니다.

    오답 노트
    Pasteur effect: 산소 존재 시 에탄올 생성 억제 및 포도당 소비 감소 현상
    Crabtree 효과: 산소 존재 하에서도 고농도 포도당 시 에탄올을 생성하는 현상
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36. Zymomonas는 포도당 1몰당 1몰의 ATP를 생산하면서 에탄올을 만들 수 있다. 이 때 사용되는 대사과정은?

  1. EMP 경로
  2. HMP 경로
  3. Calvin 회로
  4. Enter-Doudoroff 경로
(정답률: 77%)
  • Zymomonas는 일반적인 EMP 경로 대신 Enter-Doudoroff 경로를 통해 포도당을 대사하며, 이 과정에서 포도당 1몰당 1몰의 ATP를 생성하며 에탄올을 생산합니다.
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37. 글리세롤을 생산하기 위해 알코올 발효 시 첨가하는 저해제(inhibitor)로 옳은 것은?

  1. acetaldehyde
  2. sodium bisulfite
  3. sodium chloride
  4. potassium chloride
(정답률: 75%)
  • Neuberg 알코올 발효 제2형식에 따라, 포도당에 sodium bisulfite(중아황산염)를 첨가하면 에탄올 생성이 억제되고 글리세롤이 생산됩니다.
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38. 세균을 이용한 호기적 발효로 생산되지 않는 유기산은?

  1. 초산(acetic acid)
  2. 구연산(citric acid)
  3. 젖산(lactic acid)
  4. 글루콘산(gluconic acid)
(정답률: 67%)
  • 젖산(lactic acid)은 산소가 없는 상태에서 진행되는 혐기적 발효를 통해 생산되는 유기산입니다.
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39. 다음 미생물에 의한 생산물 중 생분해성 플라스틱으로 활용이 가능한 것은?

  1. 폴리케타이드(Polyketide)
  2. 폴리아이소프렌(Polyisoprene)
  3. 폴리글루탐산(Polyglutamate)
  4. 폴리하이드록시알카노에이트 (Polyhydroxyalkanoate)
(정답률: 78%)
  • 폴리하이드록시알카노에이트(Polyhydroxyalkanoate)는 미생물이 탄소원과 에너지를 저장하기 위해 세포 내에 축적하는 고분자 물질로, 생분해성 플라스틱의 대표적인 원료로 활용됩니다.
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40. 발효조에 공급되는 공기는 N2 와 O2로만 구성되어 있으며 이때 N2 와 O2의 몰 비는 79:21이다. O2의 질량 분율(mass fraction)은?

  1. 0.13
  2. 0.23
  3. 0.35
  4. 0.46
(정답률: 75%)
  • 각 성분의 몰 수에 분자량을 곱하여 질량을 구한 뒤, 전체 질량에 대한 산소의 질량 비율을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{Mass Fraction} = \frac{n_{O2} \times M_{O2}}{(n_{N2} \times M_{N2}) + (n_{O2} \times M_{O2})}$
    ② [숫자 대입] $\text{Mass Fraction} = \frac{21 \times 32}{(79 \times 28) + (21 \times 32)}$
    ③ [최종 결과] $\text{Mass Fraction} = 0.23$
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3과목: 생물반응공학

41. 역삼투의 원리를 가장 효율적으로 이용할 수 있는 생물공정은?

  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: 82%)
  • 역삼투(Reverse Osmosis)는 반투과성 막을 통해 용매(물)만 선택적으로 제거하는 공정으로, 고농도의 당(sugar)류 제품에서 물을 제거하는 탈수 공정에 가장 효율적으로 이용됩니다.
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42. 덱스트란과 함께 액/액 2상계(two phase system) 시스템을 형성하여 가용성 단백질의 추출에 사용되는 물질은?

  1. 에탄올
  2. (NH4 )2 SO4
  3. 아세토니트릴
  4. 폴리에틸렌글라이콜(PEG)
(정답률: 76%)
  • 폴리에틸렌글라이콜(PEG)은 덱스트란과 함께 수용액 상태에서 서로 섞이지 않고 두 개의 상을 형성하는 액/액 2상계(two phase system)를 만들어 가용성 단백질을 효율적으로 추출하는 데 사용됩니다.
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43. 분자생물학 실험에서 사용되는 전기영동에 대한 설명 중 옳지 않은 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 DNA분자가 agarose를 통하여 이동한다.
(정답률: 86%)
  • 전기영동에서 분자의 이동거리는 분자량에 반비례합니다. 즉, 분자량이 클수록 겔의 그물망을 통과하기 어려워 이동거리가 짧아지므로, 이동거리가 분자량에 비례하여 증가한다는 설명은 틀린 것입니다.
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44. 재조합 효모에 의해 생산된 50000Da의 효소를 막분리 공정을 사용하여 농축할 때 가장 적절한 공정을 순서대로 옳게 나열한 것은?

  1. 역삼투 → 한외여과
  2. 미세여과 → 한외여과
  3. 한외여과 → 역삼투
  4. 한외여과 → 미세여과
(정답률: 69%)
  • 막분리 공정은 일반적으로 제거 대상의 크기가 큰 순서(공극이 큰 순서)대로 배치합니다. $50000\text{Da}$의 효소를 농축하기 위해서는 먼저 큰 입자를 제거하는 미세여과를 거친 후, 단백질 크기에 맞는 한외여과를 적용하는 것이 적절합니다.
    공정 순서: 미세여과 $\rightarrow$ 한외여과 $\rightarrow$ 역삼투
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45. 다음 [보기] 중 역삼투막이 사용되는 경우를 옳게 나열한 것은?

  1. 가, 나
  2. 가, 다
  3. 나, 다
  4. 가, 나, 다
(정답률: 64%)
  • 역삼투막은 매우 치밀한 구조로 물 분자만 통과시키므로 수분제거와 농축에 사용됩니다.

    오답 노트
    단백질 분리는 분자 크기에 따라 분리하는 한외여과(Ultrafiltration) 공정이 적합합니다.
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46. 부산물 중 지정 폐기물로 분류하는 요건으로 옳지 않은 것은?

  1. 부식성
  2. 감염성
  3. 유해가능성
  4. 재활용성
(정답률: 89%)
  • 지정폐기물은 주변 환경이나 인체에 위해를 줄 수 있는 물질을 분류하는 기준이며, 재활용성은 폐기물의 처리 방법이나 가치에 해당할 뿐 지정폐기물로 분류하는 유해성 요건이 아닙니다.

    오답 노트
    부식성, 감염성, 유해가능성은 지정폐기물 분류의 핵심 요건입니다.
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47. 전기투석에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 적당한 전류 범위에서 단위시간당 제거되는 용질의 양은 도입한 전류의 크기에 비례한다.
  2. 전기투석 칸수가 늘어나면 용질의 막투과를 위한 전류효율은 그만큼 감소한다.
  3. 처리할 유량이나 용질 농도에 비해 전류밀도가 너무 크면 전기적 분극현상에 의해 전기투석 효율이 저하될 수 있다.
  4. 아미노산 등을 전기투석에 의해 분리, 회수할 때 등전점 pI와 운전 pH를 고려해야 한다.
(정답률: 73%)
  • 전기투석에서 칸수가 늘어난다고 해서 용질의 막투과를 위한 전류효율이 반드시 감소하는 것은 아닙니다.

    오답 노트
    전류 크기에 비례한 용질 제거, 과도한 전류밀도 시 분극현상 발생, 아미노산 분리 시 등전점($pI$)과 $pH$ 고려는 모두 전기투석의 올바른 특성입니다.
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48. 생물분리공정에서 발효생성물의 일반적 특성으로 가장 적합한 것은?

  1. 묽은 농도로 존재한다.
  2. 모두 소수성 물질이다.
  3. 열에 강한 특성이 있다.
  4. 불순물이 포함되어 있지 않다.
(정답률: 79%)
  • 발효생성물은 일반적으로 수율이나 생산성이 낮아 배양액 내에 묽은 농도로 존재하며, 이를 회수하기 위해 하공정(down-stream)에서 농축 과정이 필수적입니다.
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49. 세포 파괴 후 세포내 생산물 정제를 위한 단백질 침전 공정으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 무기염의 첨가
  2. 다공성 물질 첨가
  3. 비이온성 고분자 사용
  4. 저온에서 유기용매 첨가
(정답률: 64%)
  • 단백질 침전은 용해도를 낮추어 단백질을 고체 형태로 만드는 공정으로, 무기염 첨가(염석), 비이온성 고분자 사용, 유기용매 첨가 등이 사용됩니다. 반면 다공성 물질 첨가는 침전이 아닌 흡착 공정에 해당합니다.
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50. 다음 중 배양액에서 세포를 분리할 때 사용되는 방법으로 가장 적합한 것은?

  1. 추출
  2. 파쇄
  3. 역삼투
  4. 원심분리
(정답률: 84%)
  • 배양액 내의 세포는 액체보다 밀도가 크기 때문에, 밀도 차이를 이용하여 빠르게 분리할 수 있는 원심분리가 가장 적합한 방법입니다.
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51. 발효액내 100 mg/L의 농도로 존재하는 색소물질을 활성탄에 흡착시켜 제거하려 한다. 등온흡착선 실험을 통해 1g의 활성탄에 200mg의 색소물질이 흡착되었다면 100L의 발효액내의 색소물질을 완전제거하기 위해 필요한 활성탄의 질량(g)은?

  1. 20
  2. 50
  3. 100
  4. 200
(정답률: 73%)
  • 전체 제거해야 할 색소의 총량을 활성탄 1g당 흡착 가능한 양으로 나누어 필요한 활성탄의 질량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $M = \frac{C \times V}{q}$ (필요 질량 = (농도 × 부피) / 흡착량)
    ② [숫자 대입] $M = \frac{100 \times 100}{200}$
    ③ [최종 결과] $M = 50$
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52. 막분리 공정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 처리 대상물이 열 변성을 받지 않는다.
  2. 약품, 열, 용제 등의 특성에 제약을 받지 않는다.
  3. 상변화를 수반하지 않아 에너지가 적게 든다.
  4. 녹아 있는 무기물이나 유기물의 선택적 분리가 가능하다.
(정답률: 68%)
  • 막 분리 공정은 분리막이라는 물리적 장벽을 이용하므로, 사용하는 약품이나 열, 용제 등의 화학적·물리적 특성에 따라 분리막이 손상되거나 성능이 변하는 제약을 받습니다.
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53. 항원-항체의 결합에 의해 일어나는 흡착은?

  1. 다단 흡착
  2. 재래식 흡착
  3. 친화성 흡착
  4. 이온교환 흡착
(정답률: 87%)
  • 항원과 항체는 매우 정밀한 기질 특이적 결합을 형성하므로, 이러한 특성을 이용한 분리 방식은 친화성 흡착입니다.
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54. 액체에 용해되어 있는 항생물질, 효소 등과 같이 열에 불안정한 물질을 건조할 때 사용하는 건조기로 가장 적합한 것은?

  1. 동결건조기
  2. 고주파건조기
  3. 회전통건조기
  4. 적외선 복사건조기
(정답률: 85%)
  • 동결건조기는 시료를 얼린 후 진공 상태에서 승화시켜 수분을 제거하므로, 열에 민감한 항생물질이나 효소의 변성을 최소화할 수 있는 가장 적합한 방법입니다.
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55. 고분자성 이온교환 수지가 충진된 컬럼으로 크로마토그래피를 수행할 때 일반적으로 관찰되는 내용으로 옳지 않은 것은?

  1. 컬럼 베드(bed)가 용매나 사용하는 완충용액에 의해 팽창될 수 있다.
  2. 양이온교환수지에서는 2가 양이온이 1가 양이온보다 늦게 배출된다.
  3. 음이온교환수지의 밀도는 양이온교환수지의 밀도보다 크다.
  4. 넓은 pH 범위에서 양이온교환을 수행하려면 강산성 양이온교환수지를 사용하면 된다.
(정답률: 62%)
  • 이온교환수지의 밀도는 수지의 화학적 구조와 가교도에 따라 결정되며, 단순히 음이온교환수지가 양이온교환수지보다 밀도가 크다고 단정할 수 없습니다.
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56. 생물공정의 마무리단계인 결정화에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 결정화는 열에 민감한 물질의 열변성을 최소로 하는 저온에서 운전된다.
  2. 운전이 저농도에서 이루어지므로 단위비용은 높고 분리인자는 낮다.
  3. 최적 결정화 조건의 결정은 실험에 의해 경험적으로 구해진다.
  4. 결정의 특성과 크기는 원심분리와 세척속도에 영향을 미친다.
(정답률: 72%)
  • 결정화는 일반적으로 고농도에서 운전되어 단위비용을 낮추고 분리 효율을 높이는 공정입니다.

    오답 노트
    운전이 저농도에서 이루어지므로 단위비용은 높고 분리인자는 낮다: 고농도 운전이 일반적이며 효율적입니다.
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57. 물리적 흡착크로마토그래피로 물질을 분리할 때 작용하는 힘은?

  1. 공유결합
  2. 금속결합
  3. 관성력
  4. 반데르발스힘
(정답률: 85%)
  • 물리적 흡착크로마토그래피는 화학적 결합이 아닌 분자 간의 약한 인력을 이용하며, 이때 작용하는 대표적인 힘이 반데르발스힘입니다.
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58. 전기장에서 전하를 띠는 물질의 크기와 전하량에 의해 물질을 분리하는 방법은?

  1. 여과
  2. 투석
  3. 전기영동
  4. 크로마토그래피
(정답률: 89%)
  • 전기영동은 전기장 내에서 전하를 띤 입자가 그 크기와 전하량의 차이에 따라 서로 다른 속도로 이동하는 원리를 이용하여 물질을 분리하는 방법입니다.
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59. 다전해질 또는 CaCl2 같은 염을 사용하여 작은 덩어리를 보다 침강될 수 있는 큰 입자로 만드는 공정은?

  1. 응고
  2. 응집
  3. 투석
  4. 여과
(정답률: 84%)
  • 다전해질이나 $CaCl_2$와 같은 염을 첨가하여 전하를 중화시킴으로써, 작은 입자들을 서로 뭉치게 하여 침강이 쉬운 큰 입자로 만드는 공정을 응집이라고 합니다.
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60. 한외여과를 통하여 효소가 9×10-4cm/min의 속도로 여과된다. 이 때 용액농도가 0.2 %, 효소의 확산계수가 6×10-5cm2/min 이고 경계층두께가 0.02cm일 때, 용질의 표면농도(%)는?

  1. 0.22
  2. 0.27
  3. 0.33
  4. 0.39
(정답률: 44%)
  • 한외여과 시 용질의 이동 속도는 확산계수와 경계층 두께, 그리고 농도 차이에 의한 로그 값에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $v = \frac{D}{\delta} \ln \frac{C_s}{C_b}$
    ② [숫자 대입] $9 \times 10^{-4} = \frac{6 \times 10^{-5}}{0.02} \ln \frac{C_s}{0.2}$
    ③ [최종 결과] $C_s = 0.27$
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4과목: 생물분리공학

61. 공업 촉매의 제조방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 함침법
  2. 이온교환법
  3. 하버공정법
  4. 침전법
(정답률: 68%)
  • 하버공정법은 촉매 제조방법이 아니라, 공기 중의 질소를 고정하여 암모니아를 합성하는 농업용 질소고정법입니다.
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62. 다음의 효소 고정화 담체 중 가두기(entrapment)에 의한 고정화 담체로 가장 적합한 것은?

  1. 활성탄
  2. 실리카겔
  3. 다공성세라믹
  4. 폴리아크릴아마이드
(정답률: 71%)
  • 폴리아크릴아마이드는 Acrylamide와 bis-acrylamide의 가교 작용을 통해 그물망 구조를 형성하며, 이 공간 내에 효소를 물리적으로 가두는 가두기(entrapment) 방식에 가장 적합한 담체입니다.
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63. 회분식 배양 시작 시 기질 농도가 10g/L이고 세포 농도가 2g/L일 때, 배양을 통해 얻을 수 있는 최대 세포 농도는 몇 g/L인가? (단, 세포수율계수(YX/S)=0.3, 세포 이외의 산물 생성은 무시하며 배양 후 기질은 완전히 소비된 것으로 한다.)

  1. 3
  2. 5
  3. 7
  4. 9
(정답률: 68%)
  • 세포수율계수($Y_{X/S}$)를 이용하여 소비된 기질 양에 따른 세포 증가량을 계산한 뒤, 초기 세포 농도를 더해 최종 농도를 구합니다.
    ① [기본 공식] $X_{max} = X_0 + (Y_{X/S} \times S_0)$
    ② [숫자 대입] $X_{max} = 2 + (0.3 \times 10)$
    ③ [최종 결과] $X_{max} = 5$
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64. 효소고정화에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 효소를 고정화하면 효소의 안정성은 떨어지나 재사용이 가능하다.
  2. 효소를 고정화하면, Michaelis 상수와 최대 반응속도가 변화될 수 있다.
  3. 효소를 고정화하면 고분자 기질에 대한 반응성을 높일 수 있다.
  4. 효소를 고정화하면 효소의 활성이 상당히 증가된다.
(정답률: 54%)
  • 효소를 고정화하면 효소의 구조적 변화나 기질 확산 제한 등으로 인해 Michaelis 상수($K_m$)와 최대 반응속도($V_m$)가 변화될 수 있습니다.

    오답 노트
    효소의 안정성은 떨어지나: 고정화 시 일반적으로 안정성은 증가합니다.
    고분자 기질에 대한 반응성을 높일 수 있다: 입체 장애로 인해 오히려 반응성이 떨어질 수 있습니다.
    효소의 활성이 상당히 증가된다: 고정화 과정에서 활성이 일부 상실되거나 감소하는 경우가 많습니다.
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65. 효소의 비경쟁적 저해제에 대한 설명 중 옳은 것은? (단, 효소는 Michaelis-Menten 반응을 따른다.)

  1. 효소를 변성시킨다.
  2. 효소와 기질의 반응을 촉진한다.
  3. Michaelis-Menten 반응식에서 효소의 Vm을 변화시킨다.
  4. Michaelis-Menten 반응식에서 효소의 Km을 변화시킨다.
(정답률: 69%)
  • 비경쟁적 저해제는 효소의 활성 부위가 아닌 다른 곳에 결합하여 효소의 기능을 억제하므로, 기질 농도와 관계없이 최대 반응 속도($V_m$)를 감소시킵니다.

    오답 노트
    Michaelis-Menten 반응식에서 효소의 $K_m$을 변화시킨다: 이는 경쟁적 저해제의 특징입니다.
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66. Bacilus spore가 2.5×1012개인 배지용액을 121℃에서 15분간 살균한 결과 7.7×105개의 spore가 살아남았다. 이 Bacilus spore의 십진감소시간(decimal reduction time, min)은 약 얼마인가?

  1. 2.0
  2. 2.3
  3. 2.5
  4. 2.7
(정답률: 58%)
  • 십진감소시간($D$값)은 미생물 수를 $90\%$($1\log$ 단위) 감소시키는 데 걸리는 시간을 의미합니다.
    ① [기본 공식] $D = \frac{T}{\log(N_0 / N)}$
    ② [숫자 대입] $D = \frac{15}{\log(2.5 \times 10^{12} / 7.7 \times 10^5)}$
    ③ [최종 결과] $D = 2.3$
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67. 자외선/가시선 분광법에서 이용하는 램버트-비어(Lambert-Beer) 법칙의 관계식으로 옳은 것은? (단, Io는 입사광의 강도, C는 농도, e는 흡광계수, It는 투과광의 강도, L은 빛의 투과거리이다.)

  1. It=Ioㆍ10-eCL
  2. It=Io+10-eCL
  3. Io=Itㆍ10-eCL
  4. Io=It+10-eCL
(정답률: 74%)
  • 램버트-비어 법칙은 빛이 시료를 통과할 때 농도와 투과 거리에 따라 빛의 강도가 지수함수적으로 감소한다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$I_{t} = I_{o} \times 10^{-eCL}$$
    ② [숫자 대입]
    해당 문제는 공식 자체를 묻는 문제이므로 대입 과정 생략
    ③ [최종 결과]
    $$I_{t} = I_{o} \times 10^{-eCL}$$
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68. 화학촉매의 활성점 종류가 아닌 것은?

  1. 금속원자
  2. 음이온 빈자리
  3. 전자밀도
  4. 전기 음성도
(정답률: 60%)
  • 화학촉매의 활성점은 반응물이 흡착되어 반응이 일어나는 물리적/화학적 지점으로 금속원자, 음이온 빈자리, 전자밀도 등이 해당하며, 전기 음성도는 원자가 전자를 끌어당기는 성질을 나타내는 수치일 뿐 활성점 자체가 아닙니다.
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69. 효소의 활성도에 대한 설명으로 가장 적합한 것은?

  1. 효소 활성의 최적 pH와 온도는 효소에 따라 다르다.
  2. 효소 활성의 반감기는 반응 온도가 증가 할수록 길어진다.
  3. 효소 활성은 용액의 pH에 비례한다.
  4. 일반적으로 온도 증가에 비례하여 효소활성이 증가하는 경향을 보인다.
(정답률: 85%)
  • 효소는 단백질로 구성되어 있어 종류마다 고유한 최적 pH와 최적 온도를 가집니다.

    오답 노트
    효소 활성의 반감기: 최적 온도에서 벗어날수록 짧아짐
    효소 활성과 pH: 비례 관계가 아니라 최적 pH가 존재함
    효소 활성과 온도: 무조건 비례하지 않으며 최적 온도가 존재함
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70. 유기 화합물의 분석 기법 중에 분리 목적으로 사용되는 것이 아닌 것은?

  1. 기체 크로마토그래피
  2. 액체 크로마토그래피
  3. 핵자기 공명 분광법
  4. 모세관 전기이동법
(정답률: 82%)
  • 핵자기 공명 분광법은 분자의 구조와 화학적 환경을 분석하는 '분석' 목적의 기법이며, 기체 크로마토그래피, 액체 크로마토그래피, 모세관 전기이동법은 혼합물을 성분별로 나누는 '분리' 목적의 기법입니다.
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71. 효소반응 속도식을 얻기 위한 방법으로 옳은 것은?

  1. 효소의 활성화에너지를 측정
  2. 효소반응 시 관여하는 ATP 농도를 측정
  3. 효소반응으로 인한 단백질 3차 구조의 변화를 측정
  4. 효소반응에 의해 생성되는 생성물의 생성율을 측정
(정답률: 79%)
  • 효소반응 속도는 단위 시간당 기질이 얼마나 소모되는지, 또는 생성물이 얼마나 빠르게 만들어지는지를 측정하여 결정합니다. 따라서 생성물의 생성율을 측정하는 것이 속도식을 얻기 위한 올바른 방법입니다.
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72. 다음 중 촉매의 유형이 아닌 것은?

  1. 기질
  2. 효소
  3. 균일
  4. 불균일
(정답률: 73%)
  • 촉매는 반응 속도를 조절하는 물질(효소, 균일 촉매, 불균일 촉매 등)을 의미합니다. 반면 기질은 촉매에 의해 반응이 일어나는 대상인 반응대사의 전구체이므로 촉매의 유형에 해당하지 않습니다.
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73. 화학촉매의 전체 반응경로 순서로 옳은 것은?

  1. 촉매와 기질의 흡착 → 촉매에 흡착한 생성물이 기질로 전환되는 표면반응 → 촉매와 기질의 탈착
  2. 촉매와 기질의 흡착 → 촉매에 흡착한 생성물이 모두 기질로 분해되는 표면반응 → 기질 생성
  3. 촉매와 기질의 흡착 → 촉매에 흡착한 기질이 생성물로 전환되는 표면반응 → 촉매와 생성물의 탈착
  4. 촉매와 기질의 흡착 → 촉매에 흡착한 기질이 생성물로 전환되는 표면반응 → 촉매 분해 및 생성물의 탈착
(정답률: 76%)
  • 화학촉매 반응은 기질이 촉매 표면에 붙고, 반응이 일어나 생성물로 변한 뒤, 다시 떨어져 나오는 순서로 진행됩니다.
    $$E + S \rightarrow ES \rightarrow EP \rightarrow E + P$$
    촉매와 기질의 흡착 $\rightarrow$ 촉매에 흡착한 기질이 생성물로 전환되는 표면반응 $\rightarrow$ 촉매와 생성물의 탈착 순이 정답입니다.
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74. 효소 고정화방법 중 흡착법의 특징으로 옳은 것은?

  1. 흡착은 비가역적이다.
  2. 결합의 세기가 강하다.
  3. 고정화 과정이 간단하다.
  4. 효소들은 보통 흡착에 의해 불활성화 된다.
(정답률: 72%)
  • 흡착법은 효소를 지지체 표면에 물리적으로 부착시키는 방법으로, 화학적 결합 과정이 없어 고정화 과정이 매우 간단하다는 것이 가장 큰 특징입니다.

    오답 노트
    비가역적/결합 세기 강함: 물리적 흡착이므로 가역적이며 결합력이 약함
    불활성화: 적절한 조건에서는 활성을 유지함
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75. 효소에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 효소는 기질 특이성을 갖춘 다양한 생촉매이다.
  2. 효소 중에는 활성을 나타내기 위해 보조인자로 비단백질기를 필요로 하기도 한다.
  3. 효소는 생물학적으로 중요한 반응에 촉매로 작용하는 단백질, 당단백질이나 RNA 분자이다.
  4. 효소는 기질 분자와 결합하여 반응의 활성화 에너지를 증가시켜 반응속도를 급격히 증가시킨다.
(정답률: 78%)
  • 효소는 반응의 활성화 에너지를 낮춤으로써 반응 속도를 빠르게 만드는 생체 촉매입니다. 따라서 활성화 에너지를 증가시킨다는 설명은 틀린 내용입니다.
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76. 고분자 합성을 위한 효소 촉매중합법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 상온에서 반응이 일어날 수 있다.
  2. 화학촉매에 의한 고분자 중합법의 원리와 원칙적으로 다르다.
  3. 유기금속촉매를 사용하는 중합반응에 비하여 중합조건이 비교적 양호하다.
  4. 화학촉매방법에 비해 에너지 절약이 가능하다.
(정답률: 62%)
  • 효소 촉매중합법은 생체 촉매를 이용하는 것이지만, 반응의 기본 원리는 화학촉매를 이용한 중합법과 원칙적으로 동일합니다.

    오답 노트
    상온 반응 가능, 유기금속촉매 대비 양호한 조건, 에너지 절약 가능: 모두 효소 촉매중합법의 올바른 특징입니다.
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77. 한 미생물의 성장이 Monod kinetics를 따른다고 할 때 [S]에 대한 μ의 그래프에서 [S]가 0에 가까운 점에서의 기울기는?

  1. μm
  2. μm/Km
  3. 1/Km
  4. μm/(Km+1)
(정답률: 68%)
  • Monod 식에서 $[S]$가 0에 가까울 때의 기울기는 $\mu$를 $[S]$에 대해 미분한 값의 극한값과 같습니다. 몫의 미분법을 적용하여 $[S]=0$을 대입하면 $\mu_m/K_m$이 도출됩니다.
    ① [기본 공식] $\frac{d\mu}{d[S]} = \frac{\mu_m K_m}{(K_m + [S])^2}$
    ② [숫자 대입] $\frac{d\mu}{d[S]}_{([S]=0)} = \frac{\mu_m K_m}{K_m^2}$
    ③ [최종 결과] $\text{기울기} = \frac{\mu_m}{K_m}$
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78. Michaelis-Menten 식에서 기질의 농도([S])가 Km과 같을 때, 반응속도 V와 최대반응속도 Vmax의 관계는?

  3. V=2Vmax
  4. V=4Vmax
(정답률: 84%)
  • Michaelis-Menten 식에서 기질 농도 $[S]$가 $K_m$과 같을 때, 반응속도 $V$는 최대반응속도 $V_{max}$의 절반이 됩니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{V_{max}[S]}{K_m + [S]}$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{V_{max}K_m}{K_m + K_m}$
    ③ [최종 결과] $V = \frac{V_{max}}{2}$
    따라서 정답은 입니다.
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79. 효소반응에서 완충용액을 사용하는 목적은?

  1. 최적 pH의 유지를 위해
  2. pH 변화를 용이하게 하기 위해
  3. 효소의 pK값을 용이하게 변화시키기 위해
  4. 효소의 pK와 용액의 pH를 일치시키기 위해
(정답률: 81%)
  • 효소는 단백질로 구성되어 있어 pH 변화에 따라 입체 구조가 변하고 활성이 달라집니다. 따라서 효소가 최대의 활성을 나타내는 최적 pH의 유지를 위해 완충용액을 사용합니다.
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80. 효소의 활성을 조절하는 방법으로 옳지 않은 것은?

  1. 효소의 양을 조정한다.
  2. 효소에 다른 분자가 공유결합으로 부착되면 활성이 변할 수 있다.
  3. 고온처리한 효소를 촉매반응에 첨가한다.
  4. 동질효소(isoenzyme)을 첨가하여 조절한다.
(정답률: 75%)
  • 효소는 단백질로 구성되어 있어 고온처리 시 입체 구조가 변형되는 변성(denaturation)이 일어나 활성을 잃게 됩니다. 따라서 고온처리한 효소를 첨가하는 것은 활성 조절 방법으로 부적절합니다.
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5과목: 생물공학개론

81. 방사성 라돈-222(222Rn) 기체의 반감기가 3.823일 일 때 붕괴상수(day-1)는?

  1. 0.161
  2. 0.171
  3. 0.181
  4. 0.191
(정답률: 55%)
  • 방사성 붕괴상수는 반감기와 반비례 관계에 있으며, 다음 공식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\lambda = \frac{0.693}{T_{1/2}}$
    ② [숫자 대입] $\lambda = \frac{0.693}{3.823}$
    ③ [최종 결과] $\lambda = 0.181$
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82. 밸리데이션(validation)의 대상(4M)에 속하지 않는 것은?

  1. Method
  2. Money
  3. Material
  4. Machine
(정답률: 88%)
  • 밸리데이션의 대상인 4M은 Man(사람), Method(방법), Material(물질), Machine(기계)을 의미합니다.

    오답 노트
    Money: 4M 구성 요소에 포함되지 않음
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83. 식용유 및 지방질유의 화재 방재 시 가장 적합한 백색의 제1종 분말소화약제는?

  1. 탄산수소칼륨
  2. 탄산수소나트륨
  3. 탄산수소리튬
  4. 탄산수소세슘
(정답률: 78%)
  • 식용유 및 지방질유 화재(K급 화재) 시 사용하는 제1종 분말소화약제는 탄산수소나트륨이며, 이는 비누화 반응을 통해 연소면을 덮어 질식 및 냉각 효과를 줍니다.
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84. 위험성평가의 실시 시기에 따른 평가 종류의 구분으로 옳지 않은 것은?

  1. 최초평가
  2. 수시평가
  3. 정기평가
  4. 분기평가
(정답률: 72%)
  • 위험성평가는 실시 시기에 따라 최초평가, 수시평가, 정기평가로 구분합니다. 분기평가는 법정 위험성평가의 종류에 해당하지 않습니다.
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85. 제3류 위험물에 속하는 알칼리 금속의 특성에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 산소와 친화력이 강하다.
  2. 물과 격렬히 반응한다.
  3. 할로겐원소와 격렬히 반응한다.
  4. 녹는점과 밀도가 매우 높다.
(정답률: 69%)
  • 제3류 위험물인 알칼리 금속은 반응성이 매우 커서 산소, 물, 할로겐 원소와 격렬하게 반응하는 특성이 있으며, 일반적으로 녹는점이 낮고 밀도가 작은 특징을 가집니다.
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86. 물질안전보건자료(MSDS)에서 다음 [보기]가 설명하는 폭발성 물질의 등급은?

  1. 1.1
  2. 1.2
  3. 1.3
  4. 1.4
(정답률: 71%)
  • 폭발성 물질의 등급 분류 중 (대폭발의 위험성은 없으나 분출위험성이 있는 폭발성 물질)은 등급 1.2에 해당합니다.

    오답 노트
    1.1: 대폭발 위험성이 있는 물질
    1.3: 대폭발 위험성은 없으나 화재 위험성이 있고 약한 폭풍 또는 분출 위험성이 있는 물질
    1.4: 심각한 위험성은 없으나 발화 또는 기폭에 의해 약간의 위험성이 있는 물질
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87. 부식성이며 액체상태의 폐기물인 폐산의 수소이온농도지수 기준으로 옳은 것은?

  1. 2.0 이하
  2. 3.0 이하
  3. 12.0 이하
  4. 13.0 이하
(정답률: 65%)
  • 폐기물관리법 시행령 [별표 1]에 따르면, 부식성 폐기물 중 폐산은 액체 상태의 폐기물로서 수소이온농도지수(pH)가 $2.0$이하인 것으로 규정하고 있습니다.
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88. 유전자변형생물체의 국가간 이동 등에 관한 법률상 유전자변형생물체 연구시설 관리·운영대장의 보관 기간은?

  1. 1년
  2. 3년
  3. 5년
  4. 10년
(정답률: 73%)
  • 유전자변형생물체의 국가간 이동 등에 관한 법률 시행규칙 제15조에 따라, 유전자변형생물체 연구시설의 관리·운영대장을 포함한 관련 기록은 5년간 보존해야 합니다.
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89. 사업장위험성평가 중 4M 유해위험요인의 파악과정에서 물질·환경적(Media) 유해위험요인에 해당하지 않는 것은?

  1. 작업공간(작업장 상태 및 구조)의 불량
  2. 사용 유틸리티(전기, 압축공기 및 물)의 결함
  3. 산소결핍, 병원체, 방사선, 유해광선, 초음파, 이상기압 등
  4. 취급 화학물지에 대한 중독 등
(정답률: 67%)
  • 4M 분석에서 물질·환경적(Media) 요인은 작업 공간의 상태, 구조, 유해 광선, 화학물질 중독 등 작업 환경과 관련된 요인을 의미합니다.

    오답 노트
    사용 유틸리티(전기, 압축공기 및 물)의 결함: 기계적(Machine) 요인에 해당합니다.
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90. 열화상에 대한 응급처치로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 즉시 화상부위를 찬물로 식힌다.
  2. 2도 화상으로 생긴 수포는 터트린다.
  3. 1도 화상인 경우는 바셀린 거즈나 윤활유를 바른다.
  4. 냉찜질은 화상면의 확대와 염증을 억제하여 통증을 줄인다.
(정답률: 90%)
  • 화상으로 인해 발생한 수포를 터트리면 외부 세균에 의한 2차 감염 위험이 매우 높으므로 절대 터트리지 말고 보존해야 합니다.
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91. 위험물안전관리법상 정기점검 대상이 아닌 시설물은?

  1. 이송취급소
  2. 지정수량의 5배 이상의 위험물을 취급하는 제조소
  3. 지정수량 100배 이상의 위험물을 저장하는 옥외저장소
  4. 위험물을 취급하는 탱크로서 지하에 매설된 탱크가 있는 제조소 또는 일반취급소
(정답률: 70%)
  • 위험물안전관리법상 제조소의 정기점검 대상은 지정수량의 10배 이상을 취급하는 경우에 해당합니다.
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92. 실험실에서 발생한 사고에 대한 응급조치로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 환자가 의식을 잃고 호흡이 정지된 경우 즉시 인공호흡을 해야 한다.
  2. 몸에 유해물질이 묻었을 경우 15분 이상 샤워 장치를 이용하여 씻어내고, 전문의의 진료를 받는다.
  3. 출혈 시 피가 흐르는 부위는 신체의 다른 부분보다 낮게 하여 계속 누르고 있도록 한다.
  4. 화상을 입었을 시 상처 부위를 씻고, 열을 없애기 위해 충분히 수돗물에 상처부위를 씻는다.
(정답률: 85%)
  • 출혈 시에는 혈압을 낮추어 지혈을 돕기 위해 피가 흐르는 부위를 심장보다 높게 유지해야 합니다.

    오답 노트
    인공호흡: 호흡 정지 시 즉시 시행
    유해물질 접촉: 15분 이상 세척 및 진료
    화상: 수돗물로 충분히 냉각
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93. 생물 산업 공정의 표준작업절차서(SOP) 작성 및 시행 방법에 대한 내용으로 옳지 않은 것은?

  1. 제조 관리 책임자는 해당 SOP에 대한 문서 번호(SOP No.)를 번호관리 기준에 따라 기록한다.
  2. QA담당자가 변경 관리 번호(Change control No.)를 기록한다.
  3. 각 부서별로 교육이 완료됨을 확인하고, QA시행일(effective date)을 기록한다.
  4. SOP의 작성 번호를 기록한다. 제정일 경우에는 ‘Rev. 0’부터 시작한다
(정답률: 59%)
  • SOP의 문서 번호(SOP No.)는 제조 관리 책임자가 아닌 QA 담당자가 번호관리 기준에 따라 기록하고 부여하는 것이 원칙입니다.
  • 정답: ① 제조 관리 책임자는 해당 SOP에 대한 문서 번호를 기록한다.
    틀린 이유: SOP(표준작업절차서)의 문서 번호 부여 및 관리는 공정의 독립성과 객관성을 보장하기 위해 제조 부서가 아닌 품질보증(QA, Quality Assurance) 부서에서 총괄합니다. 제조 관리 책임자는 정해진 SOP에 따라 생산이 이루어지도록 관리할 책임은 있지만, 문서 관리 기준(번호 부여 등)을 직접 기록하거나 결정하지 않습니다.
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94. 품질관리도구의 하나인 히스토그램을 사용하는 목적으로 틀린 것은?

  1. 규격과 비교하여 공정의 품질수준을 확인하기 위해
  2. 데이터의 중심위치와 산포의 크기를 확인하기 위해
  3. 시간의 흐름에 따른 공정의 품질 변화를 확인하기 위해
  4. 모집단의 분포를 확인하기 위해
(정답률: 67%)
  • 히스토그램은 특정 시점의 데이터 분포, 중심 위치, 산포 등을 파악하여 모집단의 특성을 확인하는 도구이며, 시간의 흐름에 따른 변화를 추적하는 기능은 없습니다.

    오답 노트
    시간의 흐름에 따른 공정의 품질 변화 확인: 관리도(Control Chart)의 목적임
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95. 다음 [보기]가 설명하는 건조 방법은?

  1. 진공건조
  2. 동결건조
  3. 분무건조
  4. 회전통건조
(정답률: 88%)
  • 제시된 이미지 의 내용은 '얼어있는 용액으로부터 승화에 의해 수분을 제거'하는 방식에 대해 설명하고 있습니다. 이는 물질을 급속 냉동시킨 후 진공 상태에서 얼음을 바로 기체로 승화시켜 건조하는 동결건조의 핵심 원리입니다.
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96. 유전자변형생물체 연구시설의 신고를 하지 않고 설치·운영한 자의 벌칙으로 옳은 것은?

  1. 1년 이하의 징역 또는 2천만원 이하의 벌금
  2. 2년 이하의 징역 또는 3천만원 이하의 벌금
  3. 3년 이하의 징역 또는 5천만원 이하의 벌금
  4. 5년 이하의 징역 또는 7천만원 이하의 벌금
(정답률: 67%)
  • 유전자변형생물체법 제41조(벌칙)에 따라, 신고를 하지 않고 연구시설을 설치하거나 운영한 자는 2년 이하의 징역 또는 3천만원 이하의 벌금에 처해집니다.

    오답 노트
    변경신고 또는 폐쇄신고를 하지 않은 경우: 1천만원 이하의 과태료 부과
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97. 작업장에서 증기 형태의 발암성 물질이 0.5ppm농도로 노출되었을 때의 중대성(유해성) 등급은?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 47%)
  • 발암성 물질과 같은 고위험 유해물질에 노출되었을 때, 그 농도가 기준치 이상이거나 치명적인 영향을 줄 수 있는 경우 중대성(유해성) 등급을 가장 높은 단계인 4등급으로 분류합니다.
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98. 밸브 설치 위치가 너무 멀리 떨어져 있어서 등을 내밀고 개폐작업을 수행하는 도중 떨어질 가능성이 2, 중대성이 2일 때 추정되는 위험성 크기는?

  1. 1
  2. 4
  3. 6
  4. 16
(정답률: 87%)
  • 위험성 크기는 위험 발생 가능성과 사고 발생 시의 중대성을 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $R = P \times S$ (위험성 = 가능성 × 중대성)
    ② [숫자 대입] $R = 2 \times 2$
    ③ [최종 결과] $R = 4$
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99. cGMP 환경에서 작업원, 기계장치를 포함하는 전체적 공정을 관리하기 위한 문서프로그램에서 문서구조를 4단계의 레벨로 분류 할 때 레벨과 문서명의 연결이 옳은 것은?

  1. 레벨 1 : 방침문서
  2. 레벨 2 : 보조문서
  3. 레벨 3 : 표준작업절차서
  4. 레벨 4 : 품질매뉴얼
(정답률: 76%)
  • cGMP 문서 관리 체계는 계층적 구조로 이루어져 있으며, 레벨 3은 구체적인 작업 방법을 규정한 표준작업절차서(SOP) 단계입니다.

    오답 노트
    레벨 1: 품질매뉴얼
    레벨 2: 방침문서
    레벨 4: 보조문서
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100. 물과 반응하여 수소를 발생하는 물질은?

  1. AgO
  2. AgCl
  3. HgO
  4. Sr
(정답률: 72%)
  • 스트론튬(Sr)과 같은 알칼리 토금속은 반응성이 매우 커서 물과 격렬하게 반응하여 수소 가스를 발생시킵니다.
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