바이오화학제품제조기사 필기 기출문제복원 (2021-05-15)

바이오화학제품제조기사 2021-05-15 필기 기출문제 해설

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바이오화학제품제조기사
(2021-05-15 기출문제)

목록

1과목: 미생물공학

1. 효모를 이용하여 알코올 생산 시 1 mol의 포도당으로 생산할 수 있는 최대 에탄올의 양 (g)은? 단, 균체의 생장 및 에너지 생성은 무시한다.)

  1. 23
  2. 46
  3. 92
  4. 184
(정답률: 85%)
  • 포도당 1 mol이 에탄올로 발효될 때 생성되는 에탄올의 몰수와 질량을 계산하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$C_{6}H_{12}O_{6} \rightarrow 2C_{2}H_{5}OH + 2CO_{2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$2 \times 46$$
    ③ [최종 결과]
    $$92$$
    따라서 최대 에탄올의 양은 $92\text{g}$입니다.
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2. 효소의 3차 구조에 영향을 미침으로써 미생물 생장속도에 영향을 주는 인자는?

  1. 가시광선
  2. 포도당 농도
  3. 수소이온 농도
  4. 용존산소 농도
(정답률: 89%)
  • 수소이온 농도($pH$)는 효소의 비공유결합에 영향을 주어 3차 구조를 변형시키고 단백질 변성을 유발함으로써 효소 기능을 저하시켜 미생물의 생장속도에 직접적인 영향을 줍니다.
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3. 우수화장품 제조 및 품질관리기준상 제조공정관리에 대한 사항으로 볼 수 없는 것은?

  1. 작업소의 출입제한
  2. 공정검사의 방법
  3. 완제품 등 보관용 검체의 관리
  4. 사용하려는 원자재의 적합판정 여부를 확인하는 방법
(정답률: 69%)
  • 완제품 등 보관용 검체의 관리는 제조공정관리가 아니라 품질관리(QC) 및 보관 관리 영역에 해당합니다.
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4. 10-6 N NaOH 수용액의 pH는?

  1. 8
  2. 10
  3. 12
  4. 14
(정답률: 85%)
  • 강염기인 $\text{NaOH}$ 수용액의 $\text{pH}$를 구하기 위해 먼저 $\text{pOH}$를 계산한 후, $\text{pH} + \text{pOH} = 14$ 관계식을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $\text{pOH} = -\log[\text{OH}^-]$
    ② [숫자 대입] $\text{pOH} = -\log(10^{-6})$
    ③ [최종 결과] $\text{pOH} = 6$
    따라서 $\text{pH} = 14 - 6 = 8$ 입니다.
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5. 다음 중 열처리에 의한 멸균 방법은?

  1. 여과멸균법
  2. 화염멸균범
  3. 가스멸균법
  4. 조사멸균법
(정답률: 97%)
  • 화염멸균법은 고온의 불꽃을 이용하여 미생물을 완전히 태워 없애는 대표적인 열처리 멸균 방법입니다.

    오답 노트
    여과멸균법: 물리적 크기 배제
    가스멸균법: 화학적 작용
    조사멸균법: 방사선 에너지
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6. 세포막의 안정성을 유지하기 위하여 고농도의 수소이온을 필요로 하며 중성 pH에서는 세포막이 파괴되어 성장할 수 없는 미생물은?

  1. 절대호산성 미생물
  2. 통성호산성 미생물
  3. 통성호염성 미생물
  4. 절대호염성 미생물
(정답률: 90%)
  • 고농도의 수소이온(낮은 pH) 환경에서만 생존하며, 중성 pH에서는 세포막이 파괴되어 성장할 수 없는 미생물을 절대호산성 미생물이라고 합니다.

    오답 노트
    통성호산성 미생물: 산성 조건뿐만 아니라 일반 조건에서도 생존 가능
    호염성 미생물: 높은 염 농도나 알칼리성 환경을 선호함
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7. 원·부재료 품질검사에 사용되는 기체크로마토그래피(GC)와 액체크로마토그래피(LC)의 가장 큰 차이점은?

  1. 시료 형태
  2. 고정상
  3. 이동상
  4. 분해능
(정답률: 85%)
  • 기체크로마토그래피(GC)는 이동상으로 불활성 기체를 사용하고, 액체크로마토그래피(LC)는 액체 용매를 이동상으로 사용한다는 점이 가장 핵심적인 차이점입니다.
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8. 우수화장품 제조 및 품질관리기준상 원료에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 화장품의 포장에 사용되는 모든 재료를 말한다.
  2. 벌크 제품의 제조에 투입하거나 포함되는 물질을 말한다.
  3. 제조공정 단계에 있는 것으로서 필요한 제조공정을 더 거쳐야 벌크 제품이 되는 것을 말한다.
  4. 출하를 위해 제품의 포장 및 첨부 문서에 표시공정 등을 포함한 모든 제조공정이 완료된 화장품을 말한다.
(정답률: 81%)
  • 원료는 벌크 제품의 제조에 투입하거나 포함되는 물질을 의미합니다.

    오답 노트
    화장품의 포장에 사용되는 모든 재료: 포장재
    필요한 제조공정을 더 거쳐야 벌크 제품이 되는 것: 반제품
    모든 제조공정이 완료된 화장품: 완제품
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9. 축합반응에 의하여 4개 분자의 포도당으로부터 만들어진 올리고당의 분자량은? (단, 포도당의 분자량은 180이다.)

  1. 666
  2. 720
  3. 702
  4. 684
(정답률: 87%)
  • 포도당 분자들이 축합반응을 통해 결합할 때, 결합 수만큼 물 분자($\text{H}_2\text{O}$)가 빠져나가는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{Total MW} = (\text{Glucose MW} \times n) - (\text{Water MW} \times (n-1))$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{Total MW} = (180 \times 4) - (18 \times 3)$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{Total MW} = 666$$
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10. 생산균주를 주생산균주와 작업생산균주로 구분할 때 각 균주에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 주생산균주는 제품 생산을 위한 공정에 사용되는 균주이다.
  2. 주생산균주는 생산 일정에 맞추어 활성화되어 있어야 한다.
  3. 작업생산균주는 생산성 및 수율 향상 연구개발에 사용되는 균주이다.
  4. 작업생산균주는 개선된 공정, 신제품 공정에 사용되는 균주이다.
(정답률: 81%)
  • 작업생산균주는 주생산균주를 배양하여 실제 생산 공정에 투입하기 위해 준비된 균주를 의미합니다. 개선된 공정이나 신제품 공정에 사용되어 연구개발을 수행하는 균주는 주생산균주에 해당합니다.

    오답 노트
    주생산균주는 제품 생산 공정에 사용되며, 생산 일정에 맞춰 활성화되어 있어야 합니다.
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11. 생물반응기의 계측기구가 갖추어야 할 조건으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 정확성
  2. 내구성
  3. 안정성
  4. 투명성
(정답률: 95%)
  • 생물반응기의 계측기구는 정확한 공정 제어를 위해 측정값이 정확해야 하며, 가혹한 환경에서도 견딜 수 있는 내구성과 시간이 지나도 일정한 값을 유지하는 안정성이 필수적입니다. 투명성은 계측기구가 갖추어야 할 필수 성능 조건에 해당하지 않습니다.
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12. 균체로부터 대부분의 물을 제거하여 세포의 생리활동을 정지시키는 균주의 보존방법으로 장기간보존이 가능하기 때문에 균주 보존기관에서 널리사용하고 있는 균주 보관법은?

  1. 증류수 보존법
  2. 동결건조 보존법
  3. 계대배양 보존법
  4. 냉동 보존법
(정답률: 96%)
  • 동결건조 보존법은 균체에서 대부분의 물을 제거하여 생리 활동을 정지시키는 방법으로, 장기간 안정적인 보관이 가능하여 균주 보존기관에서 널리 사용됩니다.
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13. 2.4 h의 배가시간을 갖고 있는 세균의 비성장속도(h-1)는?

  1. 0.100
  2. 0.289
  3. 0.417
  4. 0.514
(정답률: 82%)
  • 세균의 배가시간(Doubling time)과 비성장속도의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\mu = \frac{\ln 2}{t_d}$
    ② [숫자 대입] $\mu = \frac{0.693}{2.4}$
    ③ [최종 결과] $\mu = 0.289$
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14. Aspergillus oryzae 로부터 α-amylase를 생산하는 배지를 고안하기 위해 질소원을 사용할 때 다음 중 적합하지 않은 것은?

  1. 카제인 분해물(Casein Hydrolysate)
  2. 주석산암모늄(Ammonium Tartrate)
  3. 펩톤(Peptone)
  4. 옥수수시럽(Corn Syrup)
(정답률: 83%)
  • 질소원은 미생물의 단백질 및 핵산 합성에 필요한 성분입니다. 옥수수시럽(Corn Syrup)은 당분으로 구성된 대표적인 탄소원이므로 질소원으로 적합하지 않습니다.
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15. 그람 음성균의 세포벽에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 세포막 바깥층에 외막(Outer Membrane)이 존재한다.
  2. Periplasm에는 펩티도글리칸(Peptidoglycan) 층이 있다.
  3. Amino Sugar 함량이 높다.
  4. 그람 염색 시 적색으로 된다.
(정답률: 81%)
  • 그람 음성균은 그람 양성균에 비해 펩티도글리칸 층이 매우 얇아 Amino Sugar 함량이 낮습니다.

    오답 노트
    외막 존재: 그람 음성균의 특징
    Periplasm 내 펩티도글리칸: 그람 음성균의 구조적 특징
    적색 염색: 그람 음성균의 염색 결과
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16. 미생물의 성장과 대사산물 생성과의 관계에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 혼합 성장 관련 산물 생성은 완만한 성장기 또는 정지기에 일어난다.
  2. 비성장 관련 산물의 생성은 성장 속도가 0인 정지기 동안 진행되고 비생산 속도는 세포의 비성장 속도에 비례한다.
  3. 젖산은 혼합 성장 관련 산물의 예이고, 페니실린은 비성장관련 산물의 예이다.
  4. 성장 관련 산물은 미생물의 성장과 동시에 생산된다.
(정답률: 72%)
  • 비성장 관련 산물은 세포의 성장 속도와 무관하게 생성되는 물질입니다. 따라서 비생산 속도가 세포의 비성장 속도에 비례한다는 설명은 틀린 내용입니다.
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17. 다음 [보기]가 설명하는 미생물의 영양소는?

  1. 탄소원
  2. 질소원
  3. 무기염류
  4. 생장인자
(정답률: 85%)
  • 미생물이 성장하고 대사산물을 합성하는 데 필수적이지만, 스스로 합성하지 못해 외부로부터 반드시 공급받아야 하는 영양소를 생장인자라고 합니다.
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18. 직경 90 mm 페트리디쉬에 분산도말법으로 균주를 배양할 때 단일콜로니로 관찰하기에 적당한콜로니 수로 가장 적절한 것은?

  1. 10~20
  2. 30~60
  3. 100~200
  4. 300~500
(정답률: 85%)
  • 분산도말법으로 단일 콜로니를 분리하여 관찰하고 계수하기 위해서는 콜로니 간의 간격이 충분해야 하며, 일반적으로 $90\text{mm}$ 페트리디쉬 기준 $100 \sim 200$개 정도의 콜로니가 형성되었을 때 가장 적절한 분석이 가능합니다.
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19. 다음 중 일반적으로 비성장속도가 가장 빠른 미생물은? (단, 각 미생물의 배양 시 저해요소는 없다고 가정한다.)

  1. 맥주 효모
  2. 대장균
  3. 고초균
  4. 황국균
(정답률: 92%)
  • 대장균($E. coli$)은 세균 중에서도 세대 시간이 매우 짧아 증식 속도가 매우 빠른 대표적인 모델 미생물입니다. 효모나 곰팡이류(황국균)보다 일반적으로 비성장속도가 훨씬 빠릅니다.
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20. 표준 균주 관리 목록 양식에 포함될 내용으로 적합하지 않은 것은?

  1. 보관장소
  2. 보관기간
  3. 보관형태
  4. 보관수량
(정답률: 68%)
  • 표준 균주 관리 목록은 균주의 현재 상태와 위치를 파악하는 것이 핵심이므로 보관장소, 형태, 수량 등이 필수적입니다. 보관기간은 관리 이력에는 포함될 수 있으나, 현재의 재고 및 상태를 나타내는 관리 목록 양식의 핵심 항목으로는 적합하지 않습니다.
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2과목: 배양공학

21. 산업적으로 이용되는 미생물과 그 산물 또는 용도의 연결이 틀린 것은?

  1. Clostridium - 유기용매
  2. Streptomyces - 항생제
  3. Bacillus - 카로틴
  4. Candida - 가축 사료
(정답률: 73%)
  • 카로틴은 주로 Blakesiella 등의 미생물이나 특정 조류에서 생산되며, Bacillus는 주로 효소나 항생제 생산에 이용됩니다.

    오답 노트
    Clostridium: 아세톤, 부탄올 등 유기용매 생산
    Streptomyces: 스트렙토마이신 등 항생제 생산
    Candida: 단세포 효모로 가축 사료 및 효소 생산
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22. 다음 중 통기교반에 관계되는 발효조의 기계요소와 거리가 먼 것은?

  1. 임펠러(Impeller)
  2. 방해판(Baffle)
  3. 공기분산 유입관
  4. Glass wool
(정답률: 86%)
  • 통기교반 발효조는 산소 공급과 혼합을 위해 임펠러, 방해판, 공기분산 유입관과 같은 기계적 장치가 필요합니다. Glass wool은 단열재나 필터 재료로 사용되며, 교반 및 통기 작용을 수행하는 기계 요소가 아닙니다.
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23. 발효식품과 해당 발효에 관여하는 주작용(1차적) 미생물의 연결이 틀린 것은?

  1. Cheese - Aspergillus 속
  2. Yogurt - Streptococcus 속
  3. Wine - Saccharomyces 속
  4. Natto - Bacillus 속
(정답률: 81%)
  • 치즈 발효의 주작용 미생물은 젖산균의 일종인 Lactococcus 등이 관여합니다.

    오답 노트
    Cheese - Aspergillus 속: Aspergillus 속은 주로 누룩이나 된장 같은 고상발효에 이용되는 곰팡이균입니다.
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24. 다음 중 고상발효에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 사상곰팡이 발효에 주로 이용된다.
  2. 간장, 된장 발효 같은 식품 생산에 주로 이용된다.
  3. 고체 반죽의 수분 함량은 90% 이상을 유지한다.
  4. 교반이 잘 되지 않아 배지가 불균일하다.
(정답률: 81%)
  • 고상발효는 액체 배지와 달리 낮은 수분 함량을 유지하는 것이 특징입니다.

    오답 노트
    고체 반죽의 수분 함량은 90% 이상을 유지한다: 일반적으로 40~80%의 낮은 수분 함량을 가집니다.
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25. 생산량 산정을 위한 수주 물량 검토 시확인해야할 세부 사항이 아닌 것은?

  1. 생산품 형태 및 규격
  2. 납품 수량 및 납기일
  3. 납품 형태 및 취급자 정보
  4. 생산 인력의 성별
(정답률: 95%)
  • 생산량 산정을 위한 수주 물량 검토 시에는 제품의 규격, 수량, 납기, 납품 형태 등 생산 계획 수립에 직접적인 영향을 주는 물리적·시간적 제약 조건을 확인해야 합니다. 생산 인력의 성별은 생산량 산정 및 공정 검토와 무관한 개인 정보입니다.
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26. 단백질 암호화 서열이 300개의 base로 구성된 mRNA로부터 합성될 수 있는 단백질의 대략적인 분자량(dalton)은? (단, 아미노산 평균분자량은 150 dalton으로 가정한다.)

  1. 13000
  2. 18000
  3. 20000
  4. 30000
(정답률: 78%)
  • mRNA의 염기 3개가 하나의 아미노산을 암호화하며, 아미노산 간의 펩타이드 결합 시 물 분자가 빠져나가는 축합 반응이 일어납니다.
    ① [아미노산 수] $N = \frac{300}{3} = 100$
    ② [분자량 계산] $MW = (100 \times 150) - (99 \times 18) = 15000 - 1782$
    ③ [최종 결과] $MW = 13218$
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27. 해당과정(glycolysis) 중 ATP를 소모하면서 비가역적인 반응을 촉매하는 효소는?

  1. Aldolase
  2. Enolase
  3. Hexokinase
  4. Glucose phosphate isomerase
(정답률: 83%)
  • Hexokinase는 해당과정의 첫 단계에서 Glucose를 Glucose-6-phosphate로 인산화시키며 ATP를 소모하는 비가역적 반응을 촉매합니다.
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28. 구연산 발효에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 구연산은 혼합생장관련 산물 생성 형태로 세포성장이 멈춘 후 질소와 인산염이 제한된 조건에서 생산이 이루어진다.
  2. 구연산은 2차 대사산물이기 때문에 매우 특수한 조건에서 높은 농도로 생산된다.
  3. Aspergillus niger 미생물은 당밀 또는당 용액에서 구연산을 생산하기 위한 미생물로 가장 널리 사용된다.
  4. 발효과정 중 용존산소는 고농도로 유지해야 한다. 만일 산소공급이 잠시 중단되면 구연산 생산성은 비가역적으로 급격히 감소될 수 있다.
(정답률: 77%)
  • 구연산은 세포의 성장과 밀접하게 연관되어 생성되는 1차 대사산물입니다.
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29. 다음의 세포영양소 중 다량영양소(macronutrient)에 해당하는 것은?

  1. 비타민, 호르몬과 같은 생장인자 (growth factor)
  2. 주요 대사과정에 작용하는 효소의 보조인자
  3. 세포가 주로 10-4 M 농도 이하로 필요로 하는 영양소
  4. 종속영양주(heterotroph) 세포가 에너지원으로 이용하는 영양소
(정답률: 84%)
  • 다량영양소(macronutrient)는 세포가 에너지원이나 구조 성분으로 대량으로 필요로 하는 영양소로, 종속영양주 세포가 에너지원으로 이용하는 탄소원 등이 이에 해당합니다.

    오답 노트
    비타민, 보조인자, $10^{-4}$ M 이하 농도 필요 영양소: 미량영양소(micronutrient)에 해당함
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30. 아미노산인 lysine 생합성 경로에서, 전구체와 산물의 관계가 옳게 짝지어진 것은?

  1. Pyruvate → Lysine
  2. Oxaloacetate → Lysine
  3. α-Ketoglutarate → Lysine
  4. Erythrose-4-phosphate → Lysine
(정답률: 67%)
  • Lysine은 TCA 회로의 중간체인 Oxaloacetate로부터 합성되는 아미노산입니다.
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31. 산업적으로 유전자 조작된 세포 배양 시 플라스미드 불안정성을 극복할 수 있는 방법은?

  1. 최적의 C/N율을 조절하여 최적플라스미드 발현 조건을 만들어 과량의 유전자 산물을 얻는다.
  2. 선택압력으로 항생물질인 penicillin이나 ampicillin을 사용하여 유전자의 산물을 과량 얻는다.
  3. 세포성장기와 산물생산기를 구분한 회분식 2단계 발효로 삽입된 유전자로부터 과량의 산물을 얻을 수 있다.
  4. 복제 가능한 플라스미드 수가 10 이상의 안정된 복제수를 가진 유전자 조작 균주를 이용하여 과량의 유전자 산물을 얻을 수 있다.
(정답률: 54%)
  • 플라스미드 유지에 필요한 에너지가 세포 성장에 부담을 주어 불안정성이 발생하므로, 세포를 충분히 키우는 성장기와 단백질을 생산하는 생산기를 분리하여 운전하는 2단계 발효 전략이 가장 효과적인 극복 방법입니다.
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32. 다음 중 미생물이 발효(fermentation)를 통해 생산할 수 있는 물질이 아닌 것은?

  1. 아세트아미노펜(acetaminophen)
  2. 아세톤(acetone)
  3. 부탄올(butanol)
  4. 프로피온산(propionic acid)
(정답률: 72%)
  • 아세톤, 부탄올, 프로피온산은 미생물의 대사 과정을 통해 생산 가능한 발효 산물입니다. 반면 아세트아미노펜은 화학적 합성을 통해 제조되는 해열 진통제입니다.
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33. 세린(serine)의 등전점은 얼마인가? (단, pKa1 = 2.2, pKa2 = 9.15)

  1. 5.68
  2. 6.78
  3. 6.95
  4. 11.35
(정답률: 85%)
  • 아미노산의 등전점($pI$)은 전하가 0이 되는 지점으로, 양쪽 끝의 $pK_{a}$ 값의 평균으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $pI = \frac{pK_{a1} + pK_{a2}}{2}$
    ② [숫자 대입] $pI = \frac{2.2 + 9.15}{2}$
    ③ [최종 결과] $pI = 5.68$
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34. 유전자 조작된 미생물을 이용하여 재조합 단백질을 생산할 때 흔히 일어나는 유전적 불안정성(genetic instability)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 플라스미드에 존재하는 복제 수 (copy number)가 감소하는 것을 말한다.
  2. 미생물의 계대수가 증가하면 일어날 수 있다.
  3. Product의 생성이 감소하게 된다.
  4. 연속배양보다 회분식배양에서 잘 일어난다.
(정답률: 83%)
  • 유전적 불안정성은 세포 분열이 반복될수록 플라스미드 소실이나 돌연변이가 일어날 확률이 높아지는 현상입니다. 따라서 세대수가 계속 누적되는 연속배양에서 회분식배양보다 훨씬 더 빈번하게 발생합니다.
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35. 기본 분자구조와 그에 따른 유사한 효능에 따라 분류라 때, 현재 사용되고 있는 항생물질 그룹이 아닌 것은?

  1. Macrolide 계
  2. β-Lactam 계
  3. Tetracycline 계
  4. Lipopolysaccharide 계
(정답률: 80%)
  • 항생물질은 화학적 구조와 작용 기전에 따라 분류됩니다. Lipopolysaccharide 계는 항생제가 아니라 그람 음성균의 세포벽 외막을 구성하는 성분(내독소)이므로 항생물질 그룹에 해당하지 않습니다.
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36. 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: 82%)
  • 연속배양은 영양분을 지속적으로 공급하고 배양액을 제거하여 미생물을 지수 성장기에 유지시키므로, 생육속도가 빠른 미생물을 효율적으로 배양하는 데 매우 적합합니다.

    오답 노트
    오염의 문제: 장기간 운전하므로 오염 위험이 큽니다.
    유전적 안정화: 지속적인 선택압으로 인해 변이주가 우세해질 수 있어 불안정할 수 있습니다.
    이차대사산물: 정지기에서 주로 생성되는 이차대사산물보다는 일차대사산물 생산에 적합합니다.
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37. 유가식 배양에서 시스템에 회분식 배양을 시작한지 10 시간 후, 영양소 공급액이 200 mL/h로 유입되기 시작하였으며 그 후 2 시간이 지났을때 배양액 부피가 2000 mL가 되었다. 유가식 배양 초기의 배양액의 부피는 몇 mL인가?

  1. 1600
  2. 1400
  3. 1200
  4. 1000
(정답률: 77%)
  • 유가식 배양에서 최종 부피는 초기 부피에 공급액 유량과 공급 시간을 곱한 값을 더해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V = V_0 + F \times t$
    ② [숫자 대입] $2000 = V_0 + 200 \times 2$
    ③ [최종 결과] $V_0 = 1600$
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38. Scale-up이란 실험실 규모의 결과를 공장 규모의 산업적 생산으로 전환시키는 과정이다 다음 중 발효 sclale-up을 할 때 일반적으로 고려하여야 할 인자가 아닌 것은?

  1. 산소전달계수(KL·a)
  2. 통기량
  3. 교반날개의 선단속도
  4. 단위액량 당 교반 소요 동력
(정답률: 65%)
  • 발효 Scale-up 시에는 산소 전달 효율과 물리적 전단력, 에너지 효율을 일정하게 유지하는 것이 핵심입니다.

    오답 노트
    통기량: 단순히 전체 통기량을 맞추는 것이 아니라, 산소전달계수나 단위 부피당 통기량 등 효율적 인자를 고려해야 하므로 일반적인 Scale-up 결정 인자로 보지 않습니다.
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39. 탄소계 골격물질과 환원력을 제공하는 대사경로는? (문제 오류로 가답안 발표시 3번으로 발표되었으나, 확정답안 발표시 모두 정답처리 되었습니다. 여기서는 가답안인 3번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. ED 경로
  2. EMP 경로
  3. HMP 경로
  4. TCA 경로
(정답률: 89%)
  • HMP 경로는 포도당을 산화시켜 세포 내 환원력의 핵심인 $\text{NADPH}$를 생성하고, 리보스-5-인산과 같은 탄소계 골격물질을 제공하는 대사경로입니다.
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40. HMP 경로에 대한 내용 중 틀린 것은?

  1. 혐기성 대사이다.
  2. 3, 4, 5, 7 개의 탄소원자를 가지는 저분자 유기화합물을 만든다.
  3. HMP 경로에서 생성된 erythrose-4-phosphate는 트립토판, 페닐알라닌, 타이로신의 주요 전구체이다.
  4. HMP 경로로부터 생성된 ribose-5-phosphate는 히스티딘 합성의 주요 전구체이다.
(정답률: 79%)
  • HMP(Pentose Phosphate Pathway) 경로는 산소의 유무와 상관없이 진행되는 대사 경로이며, 주로 NADPH와 5탄당(ribose-5-phosphate)을 생성하는 과정입니다.

    오답 노트
    혐기성 대사이다: 산소 유무와 무관한 경로임
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3과목: 생물반응공학

41. 세포의 분리에 사용되는 방법이 아닌 것은?

  1. 여과
  2. 원심분리
  3. 응집
  4. 추출
(정답률: 79%)
  • 세포 분리는 주로 입자의 크기나 밀도 차이를 이용하는 물리적 방법인 여과, 원심분리, 응집 등을 사용합니다. 반면 추출은 용해도 차이를 이용하여 성분을 분리하는 화학적 방법이므로 세포 분리법으로 적절하지 않습니다.
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42. 막분리 장치에서 공급물 중 A의 함량이 0.4이고, 유입압력과 유출압력의 비가 0.5라면 투과물 내 A 조성의 최고치는 얼마인가?

  1. 0.4
  2. 0.6
  3. 0.8
  4. 1.2
(정답률: 72%)
  • 막분리에서 투과물 조성의 최고치는 공급물 조성과 압력비의 관계를 통해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $x_p = \frac{x_f}{1 - x_f(1 - \frac{P_{out}}{P_{in}})}$
    ② [숫자 대입] $x_p = \frac{0.4}{1 - 0.4(1 - 0.5)}$
    ③ [최종 결과] $x_p = 0.8$
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43. 발효액으로부터 효소를 분리하고 정제하는데 수반되는 주요 단계 중 가장 처음에 수행하여야 할 단계는?

  1. 건조를 통한 생성물의 제조
  2. 오염 화학 물질의 정제 또는 제거
  3. 생성물의 1차 분리 또는 농축과 대부분의 수분 제거
  4. 세포, 불용성 입자 및 거대분자 같은 고체의 분리
(정답률: 78%)
  • 효소 정제 공정의 첫 단계는 발효액 내에 존재하는 세포, 불용성 입자 및 거대분자와 같은 고체 성분을 물리적으로 제거하여 후속 정제 단계의 효율을 높이는 것입니다.
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44. 다음 중 화산암의 일종인 여과조제인 것은?

  1. 사암
  2. 역암
  3. 규조토
  4. 퍼라이트
(정답률: 73%)
  • 퍼라이트는 화강암과 같은 화산암 계열의 암석을 고온에서 팽창시켜 만든 다공성 물질로, 여과조제로 널리 사용됩니다.

    오답 노트
    사암: 모래 성분
    역암: 자갈 성분
    규조토: 조류(algae)의 유해
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45. 단백질 의약품, 효소 제품과 같이 제품 성분 중 단백질의 활성 유지가 필요한 제제를 건조하는데 적합한 건조기는?

  1. 회전통건조기
  2. 동결건조기
  3. 기류수송식 건조기
  4. 회전농축기
(정답률: 79%)
  • 단백질 의약품이나 효소와 같이 열에 약하고 활성 유지가 중요한 물질은 저온에서 수분을 승화시키는 동결건조기가 가장 적합합니다. 이는 열 변성을 최소화하여 제품의 생물학적 활성을 보존할 수 있기 때문입니다.
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46. B+가 결합되어 있는 양이온교환수지 2g에 A+형태의 용질이 100 mM 들어있는 용액 100 mL를 가하였다. 이온교환 평형이 이루어진 후 용액 중의 A+의 잔류농도는 40 mM이었다. 이온교환수지 단위질량당 이온교환용량이 5meq/g 이라고 할 때 용질 B+의 이온교환평형상수는 약 얼마인가? (단, 평형상수 값은 A+와 비교하였을 때 이온교환수지의 B+에 대한 상대적인 선택도 (selectivity) αB/A를 의미한다.)

  1. 0.44
  2. 0.67
  3. 1.0
  4. 1.5
(정답률: 53%)
  • 이온교환 평형에서 선택도 $\alpha_{B/A}$는 수지와 용액 내 각 이온의 분포 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\alpha_{B/A} = \frac{B_{resin} / A_{resin}}{B_{sol} / A_{sol}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\alpha_{B/A} = \frac{4 / 6}{6 / 4}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\alpha_{B/A} = 0.44$$
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47. 막 분리 공정에서 막 내부가 병원성 미생물에 의한 오염이 우려될 때 진행되는 살균단계에 사용 할 수 있는 살균제가 아닌 것은?

  1. EDTA
  2. NaOCl
  3. H2O2
  4. Sodium bisulfite
(정답률: 78%)
  • 막 내부의 미생물 오염을 제거하기 위한 살균 단계에서는 강력한 산화력을 가진 살균제를 사용합니다. $\text{NaOCl}$, $\text{H}_2\text{O}_2$, Sodium bisulfite 등은 살균 및 세정에 사용될 수 있으나, EDTA는 금속 이온과 결합하는 킬레이트제로서 주로 스케일 제거(세정)에 사용되며 직접적인 살균제로는 적합하지 않습니다.
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48. 다음 중 농도분극 현상과 가장 관계가 먼 것은?

  1. 한외여과
  2. 역삼투
  3. 역확산
  4. 흡착
(정답률: 79%)
  • 농도분극은 막 분리 공정에서 막 표면에 용질이 축적되어 농도 차이가 발생하는 현상으로, 한외여과, 역삼투, 역확산과 같은 막 분리 공정에서 주로 나타납니다. 반면 흡착은 막을 통한 분리가 아니라 고체 표면에 물질이 달라붙는 현상이므로 농도분극과 관계가 가장 멉니다.
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49. 지정 폐기물의 확인을 위해 폐촉매, 폐흡수제 또는 폐배지 등에 함유되어 있는 기름의 양을 측정하기 위해 사용되는 용매는?

  1. 메탄올
  2. 노말헥산
  3. 클로로포름
  4. 벤젠
(정답률: 75%)
  • 기름 및 지방은 비극성 성질을 가지므로, 이를 효과적으로 추출하기 위해서는 비극성 용매를 사용해야 합니다. 노말헥산은 대표적인 비극성 용매로 기름 추출에 매우 효과적이며 환경 분석 등에 널리 사용됩니다.

    오답 노트
    메탄올: 극성 용매로 알코올, 유기산 추출에 사용
    클로로포름: 비극성이나 독성 문제로 노말헥산보다 덜 사용
    벤젠: 비극성이나 발암성 문제로 사용 제한
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50. 멤브레인 분리정제 공정 중 한외여과가 적용되는 공정으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 단백질의 농축
  2. 완충액 교환
  3. 탈수
  4. 바이러스 제거
(정답률: 58%)
  • 한외여과(Ultrafiltration)는 특정 크기 이상의 분자를 분리하거나 농축하는 공정으로 단백질 농축, 완충액 교환, 바이러스 제거 등에 사용됩니다. 반면 탈수는 수분을 제거하는 공정으로 한외여과의 주 목적과는 거리가 멉니다.
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51. 중력에 의해 액체에서 고체를 침강시키는데 작용하는 힘은 중력, 항력, 부력이다. 입자가 종단침전 속도에 도달할 때 입자에 작용하는 힘의 평형상태를 타나낸 식으로 옳은 것은?

  1. 중력 - 항력 - 부력 = 0
  2. 항력 - 중력 - 부력 = 0
  3. 부력 - 항력 - 중력 = 0
  4. 중력 + 항력 + 부력 = 0
(정답률: 89%)
  • 입자가 종단 속도에 도달하면 알짜힘이 0이 되는 평형 상태가 됩니다. 아래 방향으로 작용하는 중력과 위 방향으로 작용하는 항력 및 부력의 합이 같아야 하므로 다음과 같은 식 성립합니다.
    $$ \text{중력} - \text{항력} - \text{부력} = 0 $$
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52. 40 w%의 고형질 성분을 갖는 항생물질의 원료용액이 분무 건조기에 도입되어 5%의 수분을 갖는 건조된 항생물질을 2Kg/min씩 얻는다. 분무건조기에서 증발 제거되는 수분량(Kg/min)은?

  1. 1.2
  2. 1.9
  3. 2.75
  4. 3.2
(정답률: 58%)
  • 물질 수지 원리를 이용하여 건조 전후의 고형분 질량이 일정함을 이용해 증발량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $증발량 = 원료 용액 질량 - 제품 질량$
    ② [숫자 대입] $증발량 = \frac{2 \times 0.95}{0.4} - 2$
    ③ [최종 결과] $증발량 = 2.75$
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53. 다음은 polyacrylamide 젤을 이용하여 변성 조건에서 전기영동을 하는 이유에 대한 설명으로 틀린 것은? (문제 오류로 실제 시험에서는 3, 4번이 정답처리 되었습니다. 여기서는 3번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 여러 가지 성분으로 이루어져 있는 복합체 (효소, ribosome, virus 등)를 해체시켜 분석 가능하다.
  2. 세포막과 같은 불용성의 생체물질을 변성 유도체 혹은 계면활성제로 용해시켜분해할 수 있다.
  3. 당단백질은 SDS등과 같은 강한 이온성 계면활성제를 사용하여 단백질의 분자량 측정이 가능하다.
  4. 단백질을 환원시켜 disulfide 결합을 끊어 구성 peptide의 조성을 알 수 있다.
(정답률: 90%)
  • 당단백질은 당 사슬의 존재로 인해 SDS 결합량이 일정하지 않고 전하 분포가 불균일하여, 일반적인 SDS-PAGE만으로는 정확한 분자량 측정이 어렵습니다.
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54. 초음파 진동기를 이용하여 세포를 파쇄 할 경우에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 초음파 분쇄는 열 발생 문제가 있어서 열에 민감한 효소를 변성시킬 수 있다.
  2. 그람음성세균이 그람양성세균보다 더 쉽게 깨진다.
  3. 본체에서 발생된 초음파는 세포 현탁액에 잠겨 있는 티타늄 전극에서 파동 에너지가 기계적 에너지로 전환된다.
  4. 긴 균사체로된 사상곰팡이 세포 파쇄에 가장 효과적이다.
(정답률: 74%)
  • 초음파 분쇄는 강력한 기계적 에너지를 이용하므로 단일 세포나 작은 입자 파쇄에는 효과적이지만, 긴 균사체 구조를 가진 사상곰팡이 세포를 완전히 파쇄하기에는 효율이 낮아 가장 효과적인 방법이라고 보기 어렵습니다.
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55. 일반적으로 제약 생성물에 사용되며, 작은 회분식으로 고가 물질을 얻는데 있어서 생성물 손실과 열 변성을 최소화 할 수 있는 건조기는?

  1. 진공판 건조기
  2. 유압컨베이어 건조기
  3. 회전통 건조기
  4. 분무 건조기
(정답률: 61%)
  • 진공판 건조기는 낮은 압력에서 증발이 일어나므로 낮은 온도에서 건조가 가능하여 열 변성을 최소화할 수 있으며, 소량의 고가 물질을 회분식으로 처리하여 생성물 손실을 줄이는 데 적합한 제약용 건조기입니다.
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56. 겔 전기영동 시 단백질의 3차구조의 복잡성과 이 황화다리결합(disulfide bond)을 끊는데 사용하는 화학물질은?

  1. SDS - Coomassie brilliant blue
  2. Mercaptoethanol - Acrylamide
  3. SDS - Mercaptoethanol
  4. Coomissie brilliant blue Acrylamide
(정답률: 82%)
  • 단백질의 3차 구조를 풀고 음전하를 입혀 선형화하는 데는 SDS(Sodium Dodecyl Sulfate)가 사용되며, 단백질 내부의 황화다리결합(disulfide bond)을 끊어 완전히 변성시키는 데는 Mercaptoethanol이 사용됩니다.
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57. 탈염(desalting)을 위해 사용되는 크로마토그래피는?

  1. 이온교환 크로마토그래피
  2. 소수성 크로마토그래피
  3. 친화성 크로마토그래피
  4. 젤여과 크로마토그래피
(정답률: 64%)
  • 젤여과 크로마토그래피(Gel Filtration Chromatography)는 분자 크기에 따라 물질을 분리하는 방법으로, 크기가 작은 염(salt) 분자들이 겔 입자 내부의 공극으로 들어가 늦게 용출되는 원리를 이용하여 단백질로부터 염을 제거하는 탈염 과정에 사용됩니다.
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58. 여과보조제로 사용되는 규조토의 특성이 아닌 것은?

  1. 공극률이 0.85 정도 이다.
  2. 여과속도를 증가시켜 줄 수 있다.
  3. 여과층의 공극을 증가시켜 준다.
  4. 최초의 입자 누출이 쉽게 이루어지게 한다.
(정답률: 68%)
  • 규조토는 여과보조제로서 공극률을 높여 여과 속도를 증가시키고 케이크 층의 투과성을 개선하는 역할을 합니다. 최초의 입자 누출을 방지하고 효율적으로 포집하기 위해 사용되므로, 입자 누출이 쉽게 이루어지게 한다는 설명은 틀린 내용입니다.
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59. 등전집속(isoelectric focusing)과 관계없는 내용은?

  1. 전기장
  2. 단백질
  3. pH 경사(gradient)
  4. 속도 지배적(rate controlled) 분리
(정답률: 75%)
  • 등전집속은 pH 경사가 형성된 전기장 내에서 단백질이 자신의 등전점(pI)에서 멈추는 원리를 이용한 분리법입니다. 이는 평형 상태에 도달할 때까지 진행되는 평형 지배적 분리이며, 속도 지배적 분리가 아닙니다.
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60. 효모 Saccharomyces cerevisiae 당단백질의 주요 당쇄 성분은?

  1. 포도당(glucose)
  2. 만노스(mannose)
  3. 수크로스(sucrose)
  4. 시알산(sialic acid)
(정답률: 75%)
  • 효모인 Saccharomyces cerevisiae의 당단백질은 주로 만노스(mannose)가 다량 결합된 만노스-단백질(mannoprotein) 형태의 당쇄 성분을 가지고 있습니다.
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4과목: 생물분리공학

61. HPLC에 사용되는 검출기 중 광학적 원리를 이용하는 검출기가 아닌 것은?

  1. 자외선-가시광선 검출기
  2. 형광 검출기
  3. 굴절률 검출기
  4. 전기화학 검출기
(정답률: 83%)
  • 전기화학 검출기는 시료의 산화-환원 반응을 통해 발생하는 전류를 측정하는 원리를 이용하므로 광학적 원리와 무관합니다.

    오답 노트
    자외선-가시광선 검출기, 형광 검출기, 굴절률 검출기: 빛의 흡수, 방출, 굴절 등 광학적 성질을 이용함
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62. 알데하이드의 산화반응 [A]와 ATP의 가수분해 반응 [B]의 표준 자유 에너지 변화가 [보기]와 같을 때, [C] 반응의 표준 자유 에너지 변화량 (ΔGo, kcal/mol)은?

  1. 0.3
  2. 14.3
  3. -0.3
  4. -14.3
(정답률: 72%)
  • 전체 반응 [C]는 반응 [A]와 반응 [B]의 역반응이 결합된 형태입니다. 따라서 [C]의 표준 자유 에너지 변화량은 [A]의 값과 [B]의 역반응 값(부호 반전)을 합산하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\Delta G_{C}^{\circ} = \Delta G_{A}^{\circ} - \Delta G_{B}^{\circ}$
    ② [숫자 대입] $\Delta G_{C}^{\circ} = -7 - (-7.3)$
    ③ [최종 결과] $\Delta G_{C}^{\circ} = 0.3$
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63. 분광광도계에서 Beer-Lambert 의 법칙이 성립하기 위한 조건이 아닌 것은?

  1. 입사광은 단색광이어야 한다.
  2. 용액 및 용매 분자에 의한 산란이 없어야 한다.
  3. 용액 계면에서의 반사, 기기 내부의 미광이 없어야 한다.
  4. 용액 농도가 변화함에 따라 용질 화학종의 용존 상태가 변화해야 한다.
(정답률: 81%)
  • Beer-Lambert 법칙이 성립하려면 시료의 농도가 변하더라도 용질의 화학적 상태(용존 상태)가 일정하게 유지되어야 합니다. 용액 농도 변화에 따라 용존 상태가 변하면 흡광도와 농도 사이의 선형 관계가 깨지므로 법칙이 성립하지 않습니다.
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64. 고정화효소 사용 시 내부 확산속도의 저하로 효소반응이 제한을 받을 때, 고정화 효소의 진정한 고유 반응속도 상수를 구하기 위한 방법은?

  1. 고정화 담체로 큰 크기의 입자를 사용한다.
  2. 확산 제한 상태로 정치 반응을 유지시킨다.
  3. 높은 농도의 기질을 사용한다.
  4. 반응 온도를 낮춘다.
(정답률: 75%)
  • 내부 확산 제한이 발생할 때, 기질의 농도를 매우 높게 설정하면 효소의 활성 부위가 기질로 포화되어 확산 속도의 영향이 최소화되며, 이를 통해 효소 고유의 반응속도 상수를 측정할 수 있습니다.

    오답 노트
    큰 입자 사용: 확산 거리를 늘려 확산 제한을 심화시킴
    정치 반응 유지: 물질 전달 저항을 증가시켜 확산 제한을 유발함
    온도 낮춤: 확산 계수를 감소시켜 확산 제한을 심화시킴
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65. 불균일 화학촉매를 반응물에서 분리할 때 사용할 수 잇는 방법으로 틀린 것은?

  1. 원심분리
  2. 여과
  3. 추출
  4. 응집
(정답률: 71%)
  • 불균일 촉매는 반응물과 상(Phase)이 다르므로 물리적인 분리 방법인 원심분리, 여과, 응집 등을 통해 쉽게 분리할 수 있습니다. 반면, 추출은 주로 용해도의 차이를 이용하여 성분을 분리하는 화학적 방법으로 불균일 촉매의 물리적 분리 방법으로는 적절하지 않습니다.
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66. 고정화효소와 고정화되지 않은 자유효소와의 차이점에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 고정화효소는 일반적으로 안정성이 더 높다.
  2. 고정화효소에 비해 자유효소는 재사용을 할 수 있어 항상 경제적이다.
  3. 온도에 대한 안정성은 고정화효소가 더 작다.
  4. 고정화효소는 pH에 대한 민감성이 증가한다.
(정답률: 74%)
  • 고정화효소는 담체에 결합되어 구조적으로 고정되기 때문에 열이나 유기용매 등에 대한 안정성이 자유효소보다 일반적으로 더 높습니다.

    오답 노트
    재사용 가능성: 고정화효소가 재사용이 가능하여 더 경제적임
    온도 안정성: 고정화효소가 더 큼
    pH 민감성: 고정화효소는 일반적으로 pH 변화에 더 강한 저항성을 가짐
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67. 다음 중 회분식 전환 반응기를 이용하여 반응속도를 측정하는 방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 반응물이 초기에 투입되고 일정 시간이 지나 반응이 종료되면, 반응물과 생성물의 농도를 측정하게 된다.
  2. 반응 중에 일정 간격으로 시료를 채취하는 것이 가능하다면 채취, 분석하여 반응 경과를 관찰한다.
  3. 반응물과 생성물의 농도 변화 추이에 따라 계산된 반응의 정도를 바탕으로 반응속도를 결정한다.
  4. 반응물이 생성물로 전환되는 시간을 체류시간이라고 한다.
(정답률: 74%)
  • 회분식 반응기에서 반응물이 생성물로 전환되는 시간은 반응 시간(Reaction time)이며, 체류시간(Residence time)은 주로 연속식 반응기에서 유체가 반응기 내에 머무는 평균 시간을 의미합니다.

    오답 노트
    반응물 초기 투입 및 종료 후 농도 측정, 일정 간격 시료 채취를 통한 경과 관찰, 농도 변화 추이를 통한 반응속도 결정은 모두 회분식 반응기의 올바른 측정 방법입니다.
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68. 세포 내 효소양의 변화율 (d[E]/dt)은 다음과 같이 나타낼 수 있다. 정상상태 하에서 효소 합성반응률 상수(ks)의 값이 2x10-5 mM/s 이라면, 효소의 농도가 0.1 mM 일 때 효소 분해반응률 상수(kd)의 값은 얼마인가?

  1. 10-5s-1
  2. 2×10-4s-1
  3. 8.5 mM/s
  4. 13.1 mM/s
(정답률: 76%)
  • 정상상태(Steady-state)에서는 효소의 농도 변화율이 $0$이 되므로, 합성반응률과 분해반응률이 동일한 지점에서 평형을 이룹니다.
    $$\frac{d[E]}{dt} = k_{s} - k_{d} \times [E] = 0$$
    ① [기본 공식] $k_{d} = \frac{k_{s}}{[E]}$
    ② [숫자 대입] $k_{d} = \frac{2 \times 10^{-5}}{0.1}$
    ③ [최종 결과] $k_{d} = 2 \times 10^{-4}$
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69. 교반탱크 반응시 설계 시 전단민감성(shear sensitivity)을 고려해야 하는 내부 장치는?

  1. 원환
  2. 내부 코일
  3. 임펠러
  4. 분사기
(정답률: 85%)
  • 임펠러는 액체를 강하게 교반하여 혼합시키는 장치로, 회전 시 발생하는 강한 전단력(shear force)이 전단민감성 물질(예: 세포, 고분자 등)의 구조를 파괴할 수 있으므로 설계 시 반드시 고려해야 합니다.
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70. Michaelis-Menten 효소동역학 반응속도 형식을 따르는 효소반응에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 낮은 기질농도에서 반응속도는 기질농도에 비례한다.
  2. 기질의 농도와 Km이 일치할 때 효소의 반응속도는 최대 속도의 1/2이다.
  3. 높은 기질 농도에서 효소는 기질에 의해 포화되며, 반응속도는 기질의 농도에 의존하지 않는다.
  4. 효소-기질 상호작용의 붕괴는 생성물 생성에 영향을 주지 않는다.
(정답률: 76%)
  • Michaelis-Menten 식에 따르면 효소와 기질이 결합하여 효소-기질 복합체(ES complex)를 형성해야만 생성물로 전환될 수 있습니다. 따라서 효소-기질 상호작용이 붕괴되거나 형성되지 않으면 생성물 생성은 불가능합니다.
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71. 효소의 유도-맞춤 모형(induced-fit model)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 효소 적용은 적합한 억제제에 의해 결합되어 촉진된다.
  2. 기질의 모양에 맞추기 위하여 활성자리의 모양은 유연성을 가지며 그 모양이 변형될 수 있다.
  3. 활성자리는 입체성이 다른 자리의 모양을 갖는다.
  4. 활성자리의 모양은 견고하기 때문에 완벽하게 상보성을 갖춘 기질만 결합할 수 있다.
(정답률: 78%)
  • 유도-맞춤 모형은 효소의 활성자리가 고정된 형태가 아니라, 기질이 결합함에 따라 기질의 모양에 맞게 유연하게 변형되어 최적의 결합 상태를 형성한다는 이론입니다.

    오답 노트
    완벽하게 상보성을 갖춘 기질만 결합할 수 있다: 이는 자물쇠-열쇠 모형에 대한 설명입니다.
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72. 불균일 촉매를 이용하는 산업 공정이 아닌 것은?

  1. 하버 합성법
  2. 연실법
  3. 오스트발트 공정
  4. 촉매 변환기
(정답률: 58%)
  • 하버 합성법, 오스트발트 공정, 촉매 변환기는 모두 고체 촉매를 사용하는 불균일 촉매 공정입니다. 반면 연실법은 황산 제조 공정으로, 촉매 없이 고온에서 이산화황을 삼산화황으로 산화시키거나 균일한 상의 반응을 이용하므로 불균일 촉매 공정에 해당하지 않습니다.
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73. 효소고정화를 위한 담체의 재질 중 고정화 형태가 다른 것은? (문제 오류로 실제 시험에서는 1, 2번이 정답처리 되었습니다. 여기서는 2번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. Ca-Alginate
  2. Activated carbon
  3. Iodoacetyl cellulose
  4. CNBr-activated sephadex
(정답률: 83%)
  • Activated carbon은 주로 물리적 흡착을 이용한 고정화 방식에 사용되는 반면, Iodoacetyl cellulose나 CNBr-activated sephadex 등은 화학적 결합을 이용한 공유 결합법에 해당하며, Ca-Alginate는 포괄(Entrapment) 방식에 해당합니다.
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74. Amylase 에 의한 전분 가수분해 반응에서 덱스트린은 이 효소 반응의 경쟁적 저해 물질이다. 이 반응의 Michaelis-Menten 상수 Km은 3.0 mg/mL이고, 저해분해상수 Ki는 8.0 mg/mL이다. 이 효소 반응 용액의 덱스트린 농도가 4 mg/mL일 때, amylase에 의한 전분 가수분해 반응의 겉보기 Km(amylase)값은 얼마인가?

  1. 2.0
  2. 4.5
  3. 8.0
  4. 10
(정답률: 54%)
  • 경쟁적 저해제가 존재할 때, 효소의 친화도가 감소하여 겉보기 $K_{m}$ 값은 증가하게 됩니다.
    ① [기본 공식] $K_{m,app} = K_{m} \times (1 + \frac{[I]}{K_{i}})$
    ② [숫자 대입] $K_{m,app} = 3.0 \times (1 + \frac{4}{8})$
    ③ [최종 결과] $K_{m,app} = 4.5$
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75. 고분자의 분리·정제에 많이 사용되는 크로마토그래피 방법이 아닌 것은?

  1. 젤(gel) 크로마토그래피
  2. 이온교환 크로마토그래피
  3. 친화성 크로마토그래피
  4. 가스 크로마토그래피
(정답률: 77%)
  • 고분자 화합물은 분자량이 매우 크고 열에 불안정하여 가열 시 분해될 위험이 크기 때문에, 기화가 필요한 가스 크로마토그래피로는 분리 및 정제가 불가능합니다.
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76. 촉매 지지체에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 모든 지지체는 활성을 갖지 않는다.
  2. 표면적이 넓은 지지체가 많이 사용된다,
  3. 열적 안정성이 높은 지지체가 많이 사용된다.
  4. 가공성이 용이한 지지체가 많이 사용된다.
(정답률: 76%)
  • 촉매 지지체는 기본적으로 활성이 없는 물질을 주로 사용하지만, 일부 지지체는 그 자체로 촉매 활성을 가지거나 반응을 촉진하는 보조 역할을 수행할 수 있으므로 모든 지지체가 활성을 갖지 않는다는 설명은 틀렸습니다.
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77. Lactobacillus delbrueckii에 의한 포도당으로 부터 젖산 발효 시 기질에 대한 실제 산물 수율계수(YP/S)가 0.4 일 때, 젖산 100 g/L를 생산하기 위한 포도당 기질의 농도(g/L)는?

  1. 250
  2. 300
  3. 350
  4. 400
(정답률: 67%)
  • 산물 수율계수는 소비된 기질량 대비 생성된 산물량의 비율을 의미합니다.
    ① [기본 공식] $Y_{P/S} = \frac{P}{S}$
    ② [숫자 대입] $0.4 = \frac{100}{S}$
    ③ [최종 결과] $S = 250$
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78. 효소-기질 복합체의 설명으로 틀린 것은?

  1. 효소와 기질이 결합할 때 활성에너지가 낮아진다.
  2. 효소-기질 복합체에서 효소는 기질의 활성자리라는 특정 구역에 결합된다.
  3. 효소와 기질의 최대 결합에너지는 가장 불안정한 반응 중간체인 전이상태 사이에서 일어난다.
  4. 효소와 기질 사이에 많은 수의 약한 결합이 형성될 때 자유에너지가 방출된다.
(정답률: 62%)
  • 효소-기질 복합체 형성 시, 기질이 효소의 특정 구역인 활성자리에 결합하는 것이지 효소가 기질의 활성자리에 결합하는 것이 아닙니다.
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79. 효소 반응 후 효소와 반응 생성물이 분리되어 효소의 재사용이 가능할 수 있는 이유는?

  1. 반데르발스 힘
  2. 공유결합
  3. 배위결합
  4. 금속결합
(정답률: 85%)
  • 반데르발스 힘은 분자 간의 약한 인력으로, 강한 화학 결합(공유결합 등)과 달리 결합과 분리가 비교적 쉽기 때문에 효소와 반응 생성물이 분리되어 효소를 재사용하는 것이 가능합니다.
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80. 흡착법에 의한 효소 고정화 기술에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 결합의 세기가 약하다.
  2. 고정화의 과정이 간단하다.
  3. 일정한 담체에 많은 효소를 흡착시킬 수 있다.
  4. 고정화 상태가 용액의 온도에 매우 민감하다.
(정답률: 62%)
  • 흡착법은 효소와 담체 사이의 물리적 결합을 이용하므로 결합 세기가 약하고, 담체의 표면적에 제한이 있어 일정한 담체에 많은 양의 효소를 흡착시키는 데 한계가 있습니다.
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5과목: 생물공학개론

81. LMO연구시설의 설치·운영 신고 및 LMO의 개발·실험의 승인에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 1 등급 연구시설의 설치 및 운영은 과학기술정보통신부장관에게 신고하여야 한다.
  2. 2 등급 연구시설의 설치 및 운영은 과학기술정보통신부장관에게 신고하여야 한다.
  3. LMO 연구시설의 설치 운영에 대한 허가를 받거나 신고한 자가 포장시험 등 환경 방출과 관련된 실험을 하고자 하는 경우에는 과학기술정보통신부장관의 승인을 얻어야 한다.
  4. 3 등급 및 4 등급의 연구시설인 경우 환경위해성 및 인체위해성 관련 연구시설은 질병관리청장의 허가를 받아야한다.
(정답률: 72%)
  • LMO 연구시설 중 3등급 및 4등급 연구시설의 경우, 환경위해성 및 인체위해성 관련 연구시설은 질병관리청장이 아니라 보건복지부장관의 허가를 받아야 합니다.
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82. 황린(yellow phosphorus)의 저장과 취급법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 화기를 절대 피한다.
  2. 고온체 등과 함께 보관한다.
  3. 직사광선을 피한다.
  4. pH 9 정도의 물 속에 저장한다.
(정답률: 87%)
  • 황린은 공기 중에서 자연 발화하는 성질이 매우 강한 물질이므로, 화기를 피하고 직사광선을 차단하며 물 속에 저장하여 공기와의 접촉을 완전히 차단해야 합니다.

    오답 노트
    고온체 등과 함께 보관한다: 자연 발화 위험을 극대화하므로 절대 금지해야 합니다.
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83. 아세트알데하이드 등과 같은 알데하이드류 물질의 유출 시에 가장 적합한 방재 약품으로 옳은 것은?

  1. 묽은 염산
  2. 황산 수용액
  3. 하이포염소산염
  4. 유화제
(정답률: 74%)
  • 알데하이드류 물질은 산화제와 반응하여 제거할 수 있으며, 하이포염소산염은 강력한 산화 작용을 통해 알데하이드를 효과적으로 처리할 수 있는 적합한 방재 약품입니다.
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84. 생산라인에 배치된 실습생이 외관검사를 수행하는 과정에서 양품을 불량품으로 판정하는 비율이 10%, 불량품을 양품으로 판정하는 비율은 20%이다. 공정의 불량률이 4%일 때 실습생이 어떤 제품을 불량으로 판정하였다면, 그 제품이 실제로 불량일 확률은 약 몇 %인가?

  1. 25%
  2. 32%
  3. 75%
  4. 97%
(정답률: 66%)
  • 조건부 확률을 이용하여 불량으로 판정되었을 때 실제로 불량일 확률을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $\text{Probability} = \frac{\text{Actual Defect} \times \text{Correct Detection}}{\text{Actual Good} \times \text{Wrong Detection} + \text{Actual Defect} \times \text{Correct Detection}}$
    ② [숫자 대입] $\text{Probability} = \frac{0.04 \times 0.8}{0.96 \times 0.1 + 0.04 \times 0.8}$
    ③ [최종 결과] $\text{Probability} = 0.25$
    따라서 확률은 $25\%$입니다.
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85. 시장에서 판매되거나 임상시험에 사용된 의약품은 반드시 승인제조절차가 인증된 시설에서 생산되어야 한다. 다음 중 승인제조절차 해당사항에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 공장의 배치 및 설계는 반드시 생산물의 오염을 방지해야 하고 물질과 인력, 공기의 흐름을 나타내야 한다.
  2. 장치와 공정 절차는 반드시 인증을 받아야 하며, 공정 절차는 장치의 조작뿐만 아니라 세척과 살균 등을 포함한다.
  3. 공정을 모니터링하고 제어하는 컴퓨터 소프트웨어는 의무 인증 대상이 아니다.
  4. 공정절차는 표준운전 절차에 의해 문서화되어야 한다.
(정답률: 90%)
  • 의약품 제조 시설의 승인제조절차에서는 제품의 품질과 안전성을 보장하기 위해 하드웨어뿐만 아니라 이를 제어하는 소프트웨어까지 엄격하게 관리해야 합니다. 따라서 공정을 모니터링하고 제어하는 컴퓨터 소프트웨어 역시 반드시 의무 인증 대상에 포함되어야 합니다.
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86. 다음 [보기]가 설명하는 위험물에 속하지 않는 것은?

  1. 옥소산 염류
  2. 과망간산 염류
  3. 중크롬산 염류
  4. 니트로 화합물류
(정답률: 74%)
  • 제시된 이미지 의 설명은 강산화제로서 산소를 방출하는 제5류 위험물(자기반응성 물질 중 산화성 물질)에 대한 설명입니다. 니트로 화합물류는 산소를 방출하는 산화성 물질이 아니라 물질 내에 산소를 포함하고 있어 스스로 연소하는 자기반응성 물질에 해당합니다.
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87. GHS(Globally Harmonized System of Classification and Lavelling of Chemicals) 분류에 따른 발암성 물질 중 혼합물을 분류할 때 구분 1A인 성분의 함량이 몇 % 이상 일 때 구분 1A로 분류하는가?

  1. 0.001%
  2. 0.01%
  3. 0.1%
  4. 1.0%
(정답률: 63%)
  • GHS 분류 기준에 따라 발암성 물질 혼합물을 분류할 때, 구분 $1\text{A}$인 성분의 함량이 $0.1\%$이상일 경우 해당 혼합물을 구분 $1\text{A}$로 분류합니다.
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88. 심각한 기도 폐쇄 증상을 보이는 성인의 경우 의식 유무와 관계없이 취해야 할 응급조치는? (문제 오류로 실제 시험에서는 1, 2번이 정답처리 되었습니다. 여기서는 1번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 복부밀치기
  2. 심폐소생술
  3. 부목사용
  4. 찬물로 씻기
(정답률: 86%)
  • 성인의 심각한 기도 폐쇄 시, 이물질을 밀어내어 기도를 확보하기 위해 복부밀치기(하임리히법)를 시행하는 것이 가장 적절한 응급조치입니다.
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89. 우수건강식품 제조기준에 제시된 제품표준서를 작성할 경우 포함되어야 할 사항으로 틀린 것은?

  1. 보존기준 및 유통기간
  2. 사용한 원료의 제조번호 또는 시험번호
  3. 제조공정 및 제조방법과 공정 중의 검사
  4. 제조단위 및 공정별 이론 생산량
(정답률: 57%)
  • 제품표준서에는 보존기준, 유통기간, 제조공정, 제조방법, 공정 중 검사, 제조단위 및 이론 생산량 등이 포함되어야 합니다.
    사용한 원료의 제조번호 또는 시험번호는 제품표준서가 아닌 제조관리기준에 해당하는 사항입니다.
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90. 용액 1 L 속에 녹아있는 용질의 몰 수를 무엇이라고 하는가?

  1. 백분율
  2. 몰농도
  3. 노르말 농도
  4. ppb 농도
(정답률: 91%)
  • 용액 $1\text{ L}$ 속에 녹아있는 용질의 몰 수($\text{mol}$)를 나타내는 농도 개념은 몰농도입니다.

    오답 노트
    백분율: 전체 시료를 $100$으로 보았을 때의 무게 또는 부피 비율
    노르말 농도: 용액 $1\text{ L}$에 녹아있는 용질의 $\text{g}$당량수
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91. [보기]는 불량에 대한 개선 후 후속 조치에 관한 내용이다. 옳은 내용을 모두 고르면?

  1. ㄱ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄹ
(정답률: 79%)
  • 품질개선 7단계 조치 과정에서 시정조치 후에는 효과 파악과 표준화 단계가 이어집니다. 따라서 사후 평가 수행, 교훈과 경험 정리, 재발 방지를 위한 공정 전반의 평가는 옳은 후속 조치입니다.

    오답 노트
    사후 평가 후 후속 조치의 일환으로 기술표준에 대한 수정 작업은 당연히 허용되어야 하므로 수정 작업이 허용되지 않는다는 내용은 틀린 설명입니다.
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92. 발화성 물질에 대한 안전 대책으로 틀린 것은?

  1. 칼륨, 나트륨 및 알카리 금속은 알콜류에 저장하며, 보호액의 증발을 막고 보호액 중에 물이 들어가지 않도록 한다.
  2. 산화성 물질과 강산류의 혼합을 막아야 한다.
  3. 종류를 달리하는 위험물과 동일한 저장소에 저장해서는 안 된다.
  4. 다른 위험물, 수용액, 함습물, 흡습성 물질, 수용성 위험물 또는 결정수를 가진 염류 등과 저장을 피한다.
(정답률: 75%)
  • 칼륨, 나트륨과 같은 알카리 금속은 물이나 공기 중의 수분과 격렬하게 반응하므로, 알코올류가 아닌 석유(등유, 경유 등)에 저장하여 외부와의 접촉을 차단해야 합니다.
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93. 위험 물질에 관한 DB로서 위험 물질의 폭발위험성, 물리적·화학적 특성, 저장·취급 요령, 응급조치 요령에 관한 내용들을 확인할 수 있는 자료원의 명칭은?

  1. Hazardous substances data bank
  2. Hazardous materials data bank
  3. Dangerous substances data bank
  4. Dangerous mateials data bank
(정답률: 72%)
  • 위험 물질의 폭발위험성, 물리적·화학적 특성, 저장·취급 및 응급조치 요령 등을 체계적으로 제공하는 위험 물질 데이터베이스의 정확한 명칭은 Hazardous substances data bank입니다.
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94. 등산용 휴대연료로 사용되는 고형 알코올에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 찬 곳에 저장하고 증기 발생을 억제한다.
  2. 수분과 접촉하는 것을 절대 피하도록 한다.
  3. 반드시 이중 용기에 넣어 냉암소에 저장한다.
  4. 분해 방지 안정제를 첨가하여 분해를 억제한다.
(정답률: 69%)
  • 고형 알코올은 휘발성이 강해 증기가 발생하면 화재 위험이 높아지므로, 찬 곳에 저장하여 증기 발생을 억제하는 것이 가장 핵심적인 안전 관리 방법입니다.
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95. 사업장의 유해위험요인을 파악하기 위하여 사전조사 할 내용이 아닌 것은?

  1. 과거 3년간 업무상 재해 현황 (앗차 사고 사례 포함)
  2. 근로자 특성(장애자, 여성, 고령자, 외국인, 비정규직, 미숙련자 등)
  3. 사용 화학물질의 물질안전보건자료(MSDS) 확인
  4. 상시 점검자 회의록
(정답률: 75%)
  • 유해위험요인 파악을 위한 사전조사는 재해 현황, 근로자 특성, 화학물질의 MSDS 확인 등 실제 위험을 유발할 수 있는 객관적 데이터와 환경을 분석하는 과정입니다. 상시 점검자 회의록은 점검 결과에 대한 기록일 뿐, 위험요인 파악을 위한 기초 사전조사 항목으로는 적절하지 않습니다.
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96. 시판 제품의 포장중량은 100±2 g으로 관리되고 있다. 이 제품의 평균중량이 100.5 g, 표준편차가 0.5 g일 때, 최소공정능력지수 (CPK)는?

  1. 1.0
  2. 2.0
  3. 3.0
  4. 4.0
(정답률: 58%)
  • 공정능력지수 $C_{pk}$는 규격 상한과 하한 중 평균값에서 더 가까운 쪽을 기준으로 공정의 능력을 평가합니다.
    규격 상한(USL)은 $102\text{ g}$, 규격 하한(LSL)은 $98\text{ g}$입니다.
    ① [기본 공식]
    $$ C_{pk} = \min ( \frac{USL - \mu}{3\sigma}, \frac{\mu - LSL}{3\sigma} ) $$
    ② [숫자 대입]
    $$ C_{pk} = \min ( \frac{102 - 100.5}{3 \times 0.5}, \frac{100.5 - 98}{3 \times 0.5} ) $$
    ③ [최종 결과]
    $$ C_{pk} = \min (1.0, 1.67) = 1.0 $$
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97. 불량품 확인 및 격리 방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 불량품 식별은 태그 등을 이용하여 식별한다.
  2. 불량품이 식별할 수 없는 제품인 경우에는 분석을 통하여 판정한다.
  3. 불량품이 양품과 혼입되지 않도록 표시하여 지정된 장소에 격리한다.
  4. 불량품 처리 절차는 식약처 품질검사 후 지방청에서 실시하도록 한다.
(정답률: 85%)
  • 불량품은 식별 태그를 사용하거나 분석을 통해 판정하며, 양품과 혼입되지 않도록 지정된 장소에 격리 관리하는 것이 원칙입니다.

    오답 노트
    불량품 처리 절차는 식약처 품질검사 후 지방청에서 실시하는 것이 아니라, 제조소 자체의 품질관리 기준 및 절차서에 따라 내부적으로 처리하고 기록해야 합니다.
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98. 품질시스템이 적절한 기능을 수행할 수 있도록 하기 위해서는 정책작성, 계획수립 및 사업전략수립을 포함한 품질경영절차를 수립하고 운영하여야 한다. 다음 중 정책작성 항목에 해당되지 않는 것은?

  1. 품질 프로그램 관리 지표의 제정
  2. 사업 우선순위의 결정
  3. 품질 시스템의 수립
  4. 품질 프로그램 매뉴얼의 제정 및 개정
(정답률: 85%)
  • 품질경영의 정책작성은 조직의 품질 방향성을 설정하는 상위 수준의 활동입니다. 품질 프로그램 관리 지표 제정, 품질 시스템 수립, 매뉴얼 제정 및 개정은 정책적 결정 사항에 해당하지만, 사업 우선순위의 결정은 일반적인 경영 전략이나 사업 계획 수립 단계의 활동으로 품질 정책 작성 항목과는 거리가 멉니다.
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99. 다음은 히스토그램 작성에 필요한 시료 데이터이다. 구간의 수를 3으로 할 경우 구간의 폭은 얼마인가? (문제 오류로 실제 시험에서는 1, 2번이 정답처리 되었습니다. 여기서는 1번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 0.06
  2. 0.08
  3. 0.10
  4. 0.12
(정답률: 83%)
  • 히스토그램의 구간 폭은 전체 데이터의 범위(최댓값 - 최솟값)를 구간의 수로 나누어 계산합니다.
    데이터 중 최댓값은 $5.39$, 최솟값은 $5.21$입니다.
    ① [기본 공식]
    $$ \text{구간 폭} = \frac{\text{최댓값} - \text{최솟값}}{\text{구간 수}} $$
    ② [숫자 대입]
    $$ \text{구간 폭} = \frac{5.39 - 5.21}{3} $$
    ③ [최종 결과]
    $$ \text{구간 폭} = 0.06 $$
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100. 위험성평가 지침상 [보기]의 경우, 비산성 분류에 따른 화학물질의 노출수준등급(probability, 빈도)으로 옳은 것은?

  1. 0(무)
  2. 1(저)
  3. 2(중)
  4. 3(고)
(정답률: 68%)
  • 위험성평가 지침의 비산성 분류 기준에 따르면, 와 같이 결정형 입상 물질을 취급할 때 먼지가 보이나 쉽게 가라앉는 경우는 노출수준등급(빈도) 2(중)에 해당합니다.
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