바이오화학제품제조기사 필기 기출문제복원 (2022-04-24)

바이오화학제품제조기사 2022-04-24 필기 기출문제 해설

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바이오화학제품제조기사
(2022-04-24 기출문제)

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1과목: 미생물공학

1. 미생물의 기질제한 성장 시 지수생장기에서 비성장속도가 최대생장속도의 80%일 때, Monod 상수(Ks)에 대한 기질 농도 S의 비(S/ks)는 얼마인가?

  1. 0.25
  2. 0.5
  3. 2
  4. 4
(정답률: 69%)
  • Monod 식을 이용하여 비성장속도와 기질 농도의 관계를 분석하는 문제입니다.
    $$ \mu = \mu_{max} \frac{S}{K_s + S} $$
    ① [기본 공식]
    $$ \frac{\mu}{\mu_{max}} = \frac{S}{K_s + S} $$
    ② [숫자 대입]
    $$ 0.8 = \frac{S}{K_s + S} $$
    ③ [최종 결과]
    $$ 0.8 K_s + 0.8 S = S \rightarrow 0.2 S = 0.8 K_s \rightarrow \frac{S}{K_s} = 4 $$
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2. 포도당의 특성이 아닌 것은?

  1. 환원당
  2. 알도오스
  3. 헥소오스
  4. 퓨라노오스
(정답률: 83%)
  • 포도당은 6각형 고리 구조를 가진 피라노오스(Pyranose)입니다. 5각형 고리 구조인 퓨라노오스(Furanose)는 포도당의 특성이 아닙니다.

    오답 노트
    환원당: 알데하이드기를 가져 환원력이 있음
    알도오스: 알데하이드기를 가진 당임
    헥소오스: 탄소 수가 6개인 단당류임
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3. 다음 측정법 중 곰팡이를 액체배양할 때, 균체량 정량법으로 가장 적합한 것은?

  1. 평판계수법
  2. 건조중량 측정법
  3. 광학밀도 측정법
  4. 헤모사이토미터 측정법
(정답률: 81%)
  • 곰팡이는 균사가 엉켜 자라는 특성이 있어 개별 세포 수를 세는 평판계수법이나 헤모사이토미터, 광학밀도 측정법으로는 정확한 정량이 어렵습니다. 따라서 전체 시료를 건조시켜 무게를 재는 건조중량 측정법이 가장 적합합니다.
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4. 다음 중 치료용 단백질 생산 공정에서 가장 중요한 요소는?

  1. 생산량
  2. 생산원가
  3. 생산물의 품질
  4. 생산물의 수율
(정답률: 86%)
  • 치료용 단백질은 인체에 직접 투여되므로 무엇보다 안전성과 생산물의 품질이 최우선적으로 고려되어야 합니다.

    오답 노트
    생산량, 생산원가, 수율: 일반적인 산업용 단백질 생산 시 중요시되는 경제적 요소입니다.
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5. 미생물을 보존하는 방법 중 승화에 의한 수분이 제거되는 원리를 이용하는 것은?

  1. 현탄액법
  2. 동결보존법
  3. 동결건조법
  4. 액체질소 보존법
(정답률: 76%)
  • 동결건조법은 시료를 급속 동결시킨 후 진공 상태에서 얼음을 직접 기체로 승화시켜 수분을 제거하는 원리를 이용한 보존 방법입니다.
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6. 다음 중 자랄 수 있는 수분활성도가 가장 낮은 것은?

  1. Bacillus subtilis
  2. Aspergillus niger
  3. Saccharomyces cereʋisiae
  4. Zygosaccharomyces rouxii
(정답률: 76%)
  • 미생물마다 생존 가능한 최소 수분활성도가 다르며, 제시된 균주 중 내삼투압성 효모인 Zygosaccharomyces rouxii가 가장 낮은 수분활성도에서도 생존 가능합니다.

    오답 노트
    Bacillus subtilis: $0.93$
    Saccharomyces cerevisiae: $0.90$
    Aspergillus niger: $0.80$
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7. 표준작업지침서에 따라 균주 관리목록을 작성하는 이유는?

  1. 균주의 오염을 방지하기 위해
  2. 균주의 돌연변이를 억제하기 위해
  3. 균주의 목적산물 생산성을 높이기 위해
  4. 균주의 특성에 따라 바르게 관리하기 위해
(정답률: 88%)
  • 표준작업지침서(SOP)에 따라 균주 관리목록을 작성하는 목적은 각 균주가 가진 고유한 특성(보관 온도, 배지 조건 등)을 명확히 기록하여 그에 맞게 바르게 관리하기 위함입니다.
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8. 고박테리아(archaebacteria)와 진정박테리아(eubacteria)의 차이점이 아닌 것은?

  1. 현미경 관찰로 구분이 확연하다.
  2. 세포질막의 지질조성이 매우 다르다.
  3. 진정박테리아는 펩티도글리칸을 가진다.
  4. 리보솜 RNA의 염기서열로 서로 다르다.
(정답률: 84%)
  • 고박테리아와 진정박테리아는 모두 단세포 원핵생물로 외형적 구조가 매우 유사하여 일반적인 현미경 관찰만으로는 명확하게 구분할 수 없습니다. 두 집단은 세포막의 지질 조성, 세포벽의 펩티도글리칸 유무, rRNA 염기서열 등의 분자생물학적 차이로 구분합니다.
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9. 가스 크로마토그래피에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 시료는 이동상에 의해 분리관을 통과하며 연소한다.
  2. 분리관에 충전된 고정상에 따라 GSC와 GLC로 분류한다.
  3. 시료 성분과 고정상 간의 점성 차이에 따라 성분이 분리된다.
  4. 주입된 시료는 액화가 가능한 높은 온도를 유지하는 시료 주입부를 통과한다.
(정답률: 81%)
  • 가스 크로마토그래피(GC)는 분리관에 충전된 고정상의 성질에 따라 가스-고체 크로마토그래피(GSC)와 가스-액체 크로마토그래피(GLC)로 분류합니다.

    오답 노트
    시료는 연소하는 것이 아니라 분리되어 검출기로 이동합니다.
    성분 분리는 점성 차이가 아니라 고정상과 시료 성분 간의 상호작용(분배/흡착) 차이에 의해 일어납니다.
    시료 주입부는 시료를 기화시켜야 하므로 기화가 가능한 높은 온도를 유지해야 합니다.
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10. 세포가 한번 분열하는데 30분이 걸린다면, 1개의 세포가 2048개로 분열하는데 걸리는 시간은? (단, 세포는 죽지 않는다고 가정한다.)

  1. 4시간 30분
  2. 5시간
  3. 5시간 30분
  4. 6시간
(정답률: 88%)
  • 세포가 $n$번 분열했을 때의 세포 수는 $2^{n}$이며, 전체 소요 시간은 분열 횟수에 1회 분열 시간을 곱해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $T = \log_{2}(\text{Cell number}) \times \text{generation time}$
    ② [숫자 대입] $T = \log_{2}(2048) \times 30$
    ③ [최종 결과] $T = 11 \times 30 = 330$ 분 (5시간 30분)
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11. 다음 해당과정 식에 따라 S. cereʋisiae가 포도당으로부터 에탄올을 생산할 때, YX/ATP10.5g 건조중량/mol ATP라면 YX/S는 약 얼마인가? (단, 포도당의 분자량은 180이라고 가정한다.)

  1. 0.117
  2. 0.120
  3. 0.123
  4. 0.125
(정답률: 67%)
  • 포도당 1mol이 분해되어 2mol의 ATP를 생성하므로, 기질 대비 세포 수율은 ATP 대비 수율에 ATP 생성량을 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $Y_{X/S} = \frac{Y_{X/ATP} \times \text{ATP yield}}{\text{MW of Glucose}}$
    ② [숫자 대입] $Y_{X/S} = \frac{10.5 \times 2}{180}$
    ③ [최종 결과] $Y_{X/S} = 0.117$
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12. 비성장속도(μ)가 ln2h-1인 세포인 농도가 처음의 두 배가 되는데 소요되는 시간(h)은?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 70%)
  • 세포 농도가 두 배가 되는 시간인 세대 시간(Doubling time)은 비성장속도의 역수로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $t_{d} = \frac{\ln 2}{\mu}$
    ② [숫자 대입] $t_{d} = \frac{\ln 2}{\ln 2}$
    ③ [최종 결과] $t_{d} = 1$ h
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13. 진핵세포만의 특징이 아닌 것은?

  1. 핵막이 있다.
  2. 소포체가 있다.
  3. 골지체가 있다.
  4. 전사가 세포질에서 일어난다.
(정답률: 87%)
  • 진핵세포는 핵막으로 둘러싸인 핵과 소포체, 골지체와 같은 막성 세포소기관을 가지고 있는 것이 특징입니다. 반면, 전사가 세포질에서 일어나는 것은 핵막이 없는 원핵세포의 특징입니다. 진핵세포의 전사는 핵 안에서 일어납니다.
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14. 다음 중 대사저해(catabolite repression)가 가장 잘 일어나는 기질은?

  1. 젖당
  2. 섬유소
  3. 이눌린
  4. 포도당
(정답률: 76%)
  • 포도당은 미생물이 가장 선호하는 에너지원으로, 포도당이 존재할 때 다른 탄소원(젖당 등)의 이용을 억제하는 대사저해 현상이 가장 강력하게 일어납니다.
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15. Monod 식에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 반응 과정은 전통적인 화학반응인 Langmuir-Hinshelwood 반응과 비슷하다.
  2. Monod 상수는 비성장속도가 최댓값일 때의 제한기질 농도와 같다.
  3. 비성장속도와 기질 농도 간의 관계에서 기질 농도가 생장을 제한하는 것을 가정한다.
  4. Monod 식은 생장이 느리고 세포 농도가 낮은 경우에 국한하여 기질 제한 생장 현상을 설명한다.
(정답률: 64%)
  • Monod 상수는 비성장속도가 최댓값($$\mu_{max}$$)의 절반($$\frac{1}{2}\mu_{max}$$)이 될 때의 제한기질 농도를 의미합니다.

    오답 노트
    반응 과정은 Langmuir-Hinshelwood 반응과 유사하며, 기질 농도가 생장을 제한한다는 가정하에 세포 농도가 낮고 생장이 느린 경우를 설명합니다.
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16. KGMP에 대한 기준 실시상황에 대하여 제조업체가 평가를 받고자 신청한 경우, 식품의약품안전청장이 평가신청자료에 대한 검토를 의뢰할 수 있는 자는?

  1. 국립보건원장
  2. 한국약제학회장
  3. 한국제약협회장
  4. 중앙약사심의위원장
(정답률: 82%)
  • KGMP 기준 실시상황 평가 신청 시, 식품의약품안전청장은 평가신청자료의 검토를 한국제약협회장에게 의뢰할 수 있습니다.
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17. SS한천배지와 같이 살모넬라균과 이질균만을 선택적으로 배양ㆍ증식하는 배지를 지칭하는 것은?

  1. 사면배지
  2. 선택배지
  3. 액체배지
  4. 최소배지
(정답률: 93%)
  • 특정 미생물(살모넬라균, 이질균 등)만을 선택적으로 배양하고 증식시키기 위해 특정 성분을 첨가한 배지를 선택배지라고 합니다.
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18. 균일하고 작은 구멍을 갖는 막은 구멍보다 큰 반지름을 갖는 입자를 통과시키지 않는 효과를 이용해 기체를 멸균하는 것은?

  1. 증기멸균기
  2. 흡착멸균기
  3. 표면여과기
  4. 크로마토그래피
(정답률: 84%)
  • 구멍의 크기보다 큰 입자를 물리적으로 걸러내는 원리를 이용해 기체를 멸균하는 장치는 표면여과기입니다.
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19. 미생물 발효배지를 제조할 때 고려해야 할 사항으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 배지의 온도
  2. 미생물의 대사제어
  3. 대사산물의 생산수율
  4. 미생물 세포의 성장속도
(정답률: 79%)
  • 발효배지 제조 시에는 미생물의 성장 속도, 대사 제어, 생산 수율 등 화학적 조성과 영양 성분을 최적화하는 것이 핵심입니다. 배지의 온도는 배지 제조 단계가 아니라 배양 공정 중의 운전 조건(환경 제어)에 해당하므로 배지 제조 시 고려 사항으로는 거리가 멉니다.
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20. 담수와 같이 시료 속의 균이 적어 접종 시표의 양이 0.1mL를 초과할 때나, 혐기성균이나 미호기성균을 순수 분리할 때 사용하는 배양 방법은?

  1. 주입평판법(pour plate method)
  2. 분산도말법(spread plate method)
  3. 평판도말법(streak plate method)
  4. 사면배양법(slant-culture method)
(정답률: 72%)
  • 주입평판법(pour plate method)은 굳지 않은 한천 배지에 균을 접종하여 혼합한 후 굳히는 방식입니다. 균이 배지 내부에 갇히게 되어 공기 노출이 적으므로, 혐기성균이나 미호기성균의 순수 분리에 적합하며 많은 양의 시료를 접종할 때 유리합니다.

    오답 노트
    분산도말법: 표면 도말 방식으로 공기 노출이 심함
    평판도말법: 루프를 이용한 표면 긁기 방식으로 공기 노출이 심함
    사면배양법: 좁은 유리관 내 배양으로 순수 분리에 부적절
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2과목: 배양공학

21. 재조합 미생물의 배양 시 재조합 단백질의 발현을 유도할 수 있는 방법으로 옳지 않은 것은?

  1. trp promoter : 트립토판 첨가
  2. tac : promoter : IPTG 첨가
  3. gal promoter : 갈락토즈 첨가
  4. λPL promoter : 온도 증가 (30℃→42℃)
(정답률: 75%)
  • trp promoter는 트립토판이 결핍되었을 때 발현이 유도되는 억제성 프로모터입니다. 따라서 트립토판을 첨가하면 오히려 발현이 억제됩니다.

    오답 노트
    tac promoter: IPTG로 유도 가능
    gal promoter: 갈락토즈로 유도 가능
    λPL promoter: 온도 상승으로 유도 가능
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22. Gluconobacter를 통해 에탄올에서 아세트산을 생산할 때, 산화과정은 몇 번 일어나는가?

  1. 1번
  2. 2번
  3. 3번
  4. 4번
(정답률: 86%)
  • 에탄올이 아세트산으로 변하는 과정은 2단계의 산화 반응을 거칩니다. 에탄올이 먼저 산화되어 아세트알데하이드가 되고, 이 아세트알데하이드가 다시 한번 산화되어 최종적으로 아세트산이 생성되므로 산화 과정은 총 2번 일어납니다.
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23. 비증식속도(μ)가 0.5h-1인 미생물을 회분식 배양할 때, 초기 세포농도가 0.02g/L이고 배지 중 포도당의 농도가 20g/L라면 포도당이 모두 소비되는 시간은 약 얼마인가? (단, 포도당에 대한 세포의 yield coefficient(Y)는 0.4이고, 비증식속도는 포도당의 농도와 무관하게 일정하다고 가정한다.)

  1. 9.99h
  2. 10.99h
  3. 11.99h
  4. 12.99h
(정답률: 64%)
  • 세포 수율(Y)을 이용해 포도당 완전 소비 시의 최종 세포 농도를 구한 뒤, 지수 성장식을 통해 소요 시간을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$X_{f} = X_{o} + Y(S_{o} - S_{f})$$
    $$X_{f} = X_{o}e^{\mu t}$$
    ② [숫자 대입]
    $$X_{f} = 0.02 + 0.4(20 - 0) = 8.02$$
    $$8.02 = 0.02e^{0.5t}$$
    ③ [최종 결과]
    $$t = \frac{\ln(401)}{0.5} = 11.99$$
    따라서 포도당이 모두 소비되는 시간은 $11.99$ h 입니다.
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24. 공기부양식 반응기에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 높은 점도의 뉴턴성 배지에 적합하다.
  2. 교반탱크 배양기보다 혼합능력이 더 강력하다.
  3. 동물세포 배양에서 중요한 전단응력을 높게 해준다.
  4. 기계적인 교반이 없으므로 오염물질의 잠재적인 침투경로를 줄일 수 있다.
(정답률: 76%)
  • 공기부양식 반응기는 기계적 교반기(Impeller) 없이 공기 방울의 상승 작용으로 혼합하므로, 회전축 연결 부위 등에서 발생할 수 있는 오염물질의 침투 경로를 줄일 수 있어 무균 유지에 유리합니다.

    오답 노트
    높은 점도 배지: 낮은 혼합 효율로 부적합
    혼합능력: 교반탱크 배양기보다 낮음
    전단응력: 기계적 교반이 없어 전단응력이 매우 낮음(동물세포 배양에 유리)
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25. 다음 미생물 중 일반적으로 항생제 생산에 이용되지 않는 것은?

  1. 대장균
  2. 방선균
  3. 고초균
  4. 곰팡이
(정답률: 73%)
  • 방선균, 고초균, 곰팡이는 천연 항생물질을 생산하는 대표적인 미생물군인 반면, 대장균은 주로 유전자 재조합 단백질 생산이나 기초 연구에 이용되며 일반적으로 항생제 생산에는 이용되지 않습니다.
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26. 다음 DNA 염기서열에 따라 전사된 후 번역되어 나오는 단백질의 분자량은 약 얼마인가? (단, 아미노산 하나의 분자량은 110으로 계산한다.)

  1. 1430
  2. 1650
  3. 1870
  4. 2090
(정답률: 78%)
  • DNA 서열에서 개시 코돈인 ATG부터 종결 코돈인 TAG 전까지의 아미노산 개수를 구하여 총 분자량을 계산합니다.
    개시 코돈 ATG부터 종결 코돈 전까지 총 15개의 아미노산이 번역됩니다.
    ① [기본 공식] $분자량 = 아미노산 개수 \times 아미노산 평균 분자량$
    ② [숫자 대입] $분자량 = 15 \times 110$
    ③ [최종 결과] $분자량 = 1650$
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27. 다음 미생물 발효 방법 중 고체발효법은?

  1. 누룩 발효
  2. 심부 발효
  3. 투석 발효
  4. 고정화 발효
(정답률: 81%)
  • 고체발효는 물이 거의 없는 고체 상태의 기질을 이용하여 미생물을 배양하는 방식입니다. 누룩 발효는 쌀이나 밀 등의 곡물에 곰팡이를 접종하여 술, 된장, 간장 등을 만드는 전통적인 고체발효의 대표 사례입니다.
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28. ED(Entner-Doudoroff) 경로를 이용하여 포도당으로부터 에탄올을 생산하는 미생물은?

  1. Pichia pastoris
  2. Bacillus subtilis
  3. Zymomonas mobilis
  4. Saccharomyces cereʋisiae
(정답률: 63%)
  • Zymomonas mobilis는 일반적인 EMP 경로가 아닌 ED(Entner-Doudoroff) 경로를 통해 포도당을 대사하여 에탄올을 생산하는 대표적인 미생물입니다.
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29. 아미노산 생산의 경우 발효 최종산물에 의해 대사경로상의 초기 효소의 활성이 저해되기도 하는데, 이 현상을 지칭하는 것은?

  1. feedback inhibition
  2. feedback repression
  3. catabolite inhibition
  4. catabolite repression
(정답률: 84%)
  • 대사 경로의 최종 산물이 농도 증가에 따라 경로 초기 단계의 효소 활성을 직접적으로 억제하여 생산량을 조절하는 현상을 feedback inhibition(피드백 억제)이라고 합니다.
  • 선지가 같은디요
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30. 에틸알코올을 생산할 수 있는 효모를 말토스 배지에서 배양했지만 효모가 에틸알코올을 생산하지 못한 경우, 다음 중 에틸알코올 생산이 저해된 이유로 가장 적합한 것은?

  1. 말토스가 독성을 지니고 있기 때문이다.
  2. 배지에 산소가 과량으로 존재하기 때문이다.
  3. 효모를 배양한 온도가 상온이었기 때문이다.
  4. 충분한 단백질이 배지에 공급되지 못했기 때문이다.
(정답률: 77%)
  • 효모는 무산소 조건에서 당을 분해하여 에탄올을 생성하는 발효 대사를 수행합니다. 하지만 산소가 과량으로 존재하면 에탄올 생성 경로 대신 TCA 회로를 통한 호흡 대사를 선호하게 되어 에틸알코올 생산이 저해됩니다.
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31. 염색체의 외부에 자율적으로 존재하는 이중 가닥의 DNA로, 자기 복제를 하는 것은?

  1. Hfr 균주
  2. 프로파지
  3. 플라스미드
  4. 용원성 파지
(정답률: 88%)
  • 플라스미드는 세균의 염색체 외부에 독립적으로 존재하며, 스스로 복제가 가능한 작은 원형의 이중 가닥 DNA입니다.
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32. 반응기 내 호기성 미생물의 산소 공급에 관한 내용으로 옳은 것은?

  1. 호기성 미생물이 필요로 하는 용존산소를 낮은 농도로 공급한다.
  2. 잠시 동안의 산소공급 중단은 호기성 미생물의 신진대사 과정과 관련이 없다.
  3. 산소는 기체상의 분자에서 액체상의 분자로 전환되어야 세포 내로 확산되어 들어갈 수 있다.
  4. 산소는 용해도가 높기 때문에 반응기 내로 적은 양을 공급하고 잘 휘저어 주기만 하면 충분하다.
(정답률: 75%)
  • 호기성 미생물이 산소를 이용하기 위해서는 기체 상태의 산소가 액체(배양액)에 용해되어 용존산소 형태로 존재해야 하며, 이후 세포막을 통해 확산되어 내부로 들어갈 수 있습니다.
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33. 비극성(소수성)을 나타내는 아미노산이 아닌 것은?

  1. 류신
  2. 라이신
  3. 트립토판
  4. 페닐알라닌
(정답률: 80%)
  • 라이신은 곁사슬에 아미노기를 가지고 있어 양전하를 띠는 친수성 아미노산입니다.

    오답 노트
    류신, 트립토판, 페닐알라닌: 비극성 곁사슬을 가진 소수성 아미노산
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34. 바이오매스를 원료로 사용하여 기존의 화석원료를 이용하는 화학산업으로부터 제공받은 다양한 화학물질, 에너지 및 고분자 등을 대체생산할 수 있는 산업에 관련된 바이오기술을 뜻하는 용어는?

  1. red biotechnology
  2. black biotechnology
  3. white biotechnology
  4. green biotechnology
(정답률: 79%)
  • 화석 연료 기반의 화학 산업을 대체하여 바이오매스를 이용해 화학물질, 에너지, 고분자 등을 생산하는 산업 바이오기술을 white biotechnology라고 합니다.

    오답 노트
    red biotechnology: 의료 및 제약 관련
    green biotechnology: 농업 관련
    black biotechnology: 환경 정화 및 폐기물 처리 관련
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35. HMP(hexose-monophosphate) 경로를 통해 2분자의 포도당이 2분자의 리보스-5-인산(ribose-5-phosphate)으로 전환될 때, 몇 개의 이산화탄소(CO2)가 생성되는가?

  1. 1개
  2. 2개
  3. 3개
  4. 4개
(정답률: 77%)
  • HMP 경로에서 6탄당인 포도당(hexose)이 5탄당인 리보스-5-인산(ribose)으로 전환될 때, 탄소 1개가 이산화탄소 형태로 제거됩니다. 따라서 2분자의 포도당이 2분자의 리보스로 전환되면 총 2개의 $CO_{2}$가 생성됩니다.
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36. 생물반응기를 이용한 미생물 배양액을 측정할 때, 다음 중 온라인 측정이 가장 어려운 것은?

  1. 온도
  2. 수소이온농도
  3. 총 단백질 농도
  4. 용존산소의 농도
(정답률: 78%)
  • 온도, 수소이온농도, 용존산소는 전극이나 센서를 통해 실시간으로 측정 가능한 물리화학적 지표이지만, 총 단백질 농도는 시료 채취 후 별도의 분석법(분광광도법 등)을 거쳐야 하므로 온라인 측정이 가장 어렵습니다.
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37. 다음 화학반응식에 따라 포도당으로부터 에탄올을 생산할 경우, 100g/L의 에탄올을 생산하는데 필요한 포도당의 농도는 약 얼마인가? (단, 포도당은 이 반응에만 사용된다고 가정한다.)

  1. 45.5g/L
  2. 93.4g/L
  3. 180g/L
  4. 195.7g/L
(정답률: 61%)
  • 화학반응식 $C_{6}H_{12}O_{6} \rightarrow 2C_{2}H_{5}OH + 2CO_{2}$에 따라 포도당 1몰이 분해되면 에탄올 2몰이 생성되는 양론 관계를 이용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{포도당 농도} = \frac{\text{에탄올 농도}}{\text{에탄올 분자량} \times 2} \times \text{포도당 분자량}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{포도당 농도} = \frac{100}{46 \times 2} \times 180$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{포도당 농도} = 195.7\text{ g/L}$$
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38. 전분을 분해하는 효소가 아닌 것은?

  1. 인베르타아제(invertase)
  2. 알파 아밀라아제(alpha-amylase)
  3. 베타 아밀라아제(bata--amylase)
  4. 글루코아밀라아제(glucoamylase)
(정답률: 83%)
  • 인베르타아제(invertase)는 설탕(Sucrose)을 과당(Fructose)과 포도당(Glucose)으로 분해하는 효소이므로 전분 분해 효소가 아닙니다.
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39. glycolysis의 과정 중 주요 속도결정 단계는?

  1. glucose에서 glucose-6-phosphate로 되는 단계
  2. phoshoenolpyruvate에서 pyruvate로 되는 단계
  3. glucose-6-phosphate에서 fructose-6-phosphate로 되는 단계
  4. fructose-6-phosphate에서 fructose-1,6-bisphosphate로 되는 단계
(정답률: 69%)
  • 해당과정(Glycolysis)에서 가장 중요한 속도결정 단계는 PFK-1 효소에 의해 fructose-6-phosphate에서 fructose-1,6-bisphosphate로 전환되는 단계입니다.
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40. 해당과정의 주된 대사산물은?

  1. 라이신(lysine)
  2. 구연산(citric acid)
  3. 옥살산(oxalic acid)
  4. 피루브산(pyruvic acid)
(정답률: 84%)
  • 해당과정(Glycolysis)은 세포질에서 포도당이 일련의 효소 반응을 거쳐 최종적으로 피루브산(pyruvic acid)으로 분해되며 에너지를 생성하는 대사 경로입니다.
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3과목: 생물반응공학

41. 한외여과법에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 젤 층이 형성될 수 있다.
  2. 단백질 농축에 사용된다.
  3. 농도 구배에 의한 농도 분극이 발생한다.
  4. 농도 차와 이온 결합에 의한 분리방법이다.
(정답률: 68%)
  • 한외여과는 반투과성 막과 압력차를 이용하여 분자 크기에 따라 고분자 성분을 분리하거나 농축하는 기술입니다. 따라서 농도 차와 이온 결합에 의한 분리방법이라는 설명은 틀린 내용입니다.
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42. 맥주공장에서 원심분리한 후 남은 효모를 제거하기 위해 마지막 정제단게에 사용하는 여과 장치는?

  1. filter press
  2. candle type
  3. vertical leaf
  4. horizontal plate
(정답률: 85%)
  • 맥주 제조 공정의 최종 정제 단계에서 원심분리 후 남은 미세한 효모 및 찌꺼기를 완전히 제거하기 위해 압력을 가해 여과하는 filter press 장치를 사용합니다.
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43. 다음 크로마토그래피법 중 원리가 다른 것은?

  1. 분자체 크로마토그래피
  2. 젤 여과 크로마토그래피
  3. 젤 흡착 크로마토그래피
  4. 크기배제 크로마토그래피
(정답률: 74%)
  • 젤 흡착 크로마토그래피는 분자와 고정상 사이의 화학적 상호작용(흡착)을 이용해 분리하는 방식입니다.

    오답 노트
    분자체, 젤 여과, 크기배제 크로마토그래피: 모두 분자의 크기 차이를 이용하여 분리하는 원리입니다.
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44. 다음 막 분리기술 중 가장 작은 분자량의 물질을 분리할 수 있는 것은?

  1. 한외여과(ultrafiltration)
  2. 나노여과(nanofiltration)
  3. 미세여과(microfiltration)
  4. 역삼투(reverse osmosis)
(정답률: 73%)
  • 막 분리 기술은 기공의 크기에 따라 분리 가능한 물질의 크기가 결정되며, 역삼투가 가장 작은 입자까지 걸러낼 수 있습니다.
    분리 가능 크기 순서: 역삼투 ($1\text{nm}$이하) $<$ 나노여과 ($1\text{nm} \sim 10\text{nm}$) $<$ 한외여과 ($10\text{nm} \sim 100\text{nm}$) $<$ 미세여과 ($0.1\mu\text{m} \sim 100\mu\text{m}$)
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45. 페니실린 G의 분리 정제 공정을 올바르게 나열한 것은?

  1. ㄱ→ㄴ→ㄷ→ㄹ→ㅁ
  2. ㄱ→ㄴ→ㄷ→ㅁ→ㄹ
  3. ㄱ→ㄷ→ㄴ→ㅁ→ㄹ
  4. ㄱ→ㄷ→ㅁ→ㄴ→ㄹ
(정답률: 74%)
  • 페니실린 G의 정제 공정은 배양액에서 시작하여 균체를 분리하고, 유효 성분을 추출한 뒤 결정화 과정을 거쳐 최종적으로 회수하는 순서로 진행됩니다.
    따라서 의 순서는 배양물 $\rightarrow$ 균체 분리 $\rightarrow$ 원심액류 추출 $\rightarrow$ 결정 석출 $\rightarrow$ 결정 회수 순이 됩니다.
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46. 단백질이나 핵산과 같은 거대 분자를 전하에 의해서 물리적으로 분리하는 방법은?

  1. 응축
  2. 클로닝
  3. 전기영동
  4. 중합효소연쇄반응(PCR)
(정답률: 85%)
  • 전기영동은 DNA나 단백질과 같이 전하를 띤 거대 분자에 전기장을 걸어주어, 분자의 크기와 전하량에 따라 이동 속도 차이를 이용하여 물리적으로 분리하는 방법입니다.
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47. 면역친화성의 원리로 단백질을 정량하는 방법은?

  1. ELISA
  2. 뷰렛(Biuret)
  3. 로우리(Lowry)
  4. 쿠마지(Coomassie)
(정답률: 86%)
  • ELISA는 항원-항체 반응이라는 면역친화성의 원리를 이용하여 특정 단백질을 매우 민감하고 선택적으로 정량하는 방법입니다.

    오답 노트
    뷰렛, 로우리, 쿠마지: 단백질의 일반적인 양을 측정하는 비특이적 정량법
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48. 기름성분이 5% 이상 함유된 액체 상태의 폐유를 처분할 때, 처리기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 분리ㆍ중류ㆍ추출ㆍ여과ㆍ열분해의 방법으로 정제하여 처분한다.
  2. 기름과 물을 분리하여 분리된 기름성분은 소각하고 남은 물은 방류한다.
  3. 응집ㆍ침전방법으로 처리한 후 그 잔재물은 소각한다.
  4. 증발ㆍ농축방법으로 처리한 후 그 잔재물은 소각하거나 안전화 처분한다.
(정답률: 82%)
  • 기름성분이 5% 이상 함유된 폐유 처리 시, 기름과 물을 분리한 후 남은 물을 그대로 방류해서는 안 되며 반드시 적절한 수처리 공정을 거쳐 방류해야 합니다.
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49. 황산암모늄 등의 염에 의한 단백질의 침전에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 단백질 침전을 위한 암모늄염의 음이온은 -1가보다는 -2가 더 효과적이다.
  2. 황산암모늄을 이용한 염석은 효소의 변성이 적고, 실온에서 실시할 수 있다.
  3. 보통 1.5M 이상의 고농도 황산암모늄은 단백질의 용해도를 떨어뜨리는 염석 효과가 있다.
  4. 황산암모늄으로 침전된 단백질은 불안정하여 활성 유지가 어렵기 때문에 장기간 침전상태로 보관하기 부적합하다.
(정답률: 71%)
  • 황산암모늄을 이용한 염석은 단백질의 구조적 변성을 최소화하며 침전시키므로, 침전된 단백질의 활성이 잘 유지되어 장기간 보관하기에 적합한 방법입니다.
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50. 크로마토그래피 컬럼에서 일정 압력을 이용해 용액을 주입할 때, 겉보기 유속이 10mL/min이고 컬럼 내 공극률이 0.25이었다면 실제 컬럼 내에서 충진물 사이에 흐르는 용액의 내부유속(mL/min)은?

  1. 4
  2. 10
  3. 25
  4. 40
(정답률: 68%)
  • 컬럼 내 실제 유속인 내부유속은 겉보기 유속을 공극률로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $u_{in} = \frac{u_{app}}{\epsilon}$
    ② [숫자 대입] $u_{in} = \frac{10}{0.25}$
    ③ [최종 결과] $u_{in} = 40$
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51. 열에 매우 민감한 액체, 비타민, 의약품 등을 40℃ 이하에서 농축하기 위해 사용하는 증발기는?

  1. 열펌프식 증발기
  2. 칼란드리아식 증발기
  3. 열적 증기재압축 증발기
  4. 기계적 증기재압축 증발기
(정답률: 64%)
  • 열펌프식 증발기는 증기 압축기나 열펌프를 이용해 내부 기압을 낮춤으로써, $40^{\circ}C$이하의 낮은 온도에서도 용매를 증발시킬 수 있어 열에 민감한 비타민이나 의약품 농축에 적합합니다.
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52. 용액 및 슬러리를 건조하는 장치로 적합하지 않은 것은?

  1. 교반건조기
  2. 분무건조기
  3. 회전건조기
  4. 드럼건조기
(정답률: 53%)
  • 회전건조기는 주로 입자 형태의 고체 물질을 건조하는 데 최적화된 장치이므로, 액체 상태의 용액이나 걸쭉한 슬러리를 건조하는 데는 적합하지 않습니다.
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53. 다음 공정 중 세포의 수분을 제거하기에 가장 적합한 것은?

  1. 건조
  2. 여과
  3. 침강
  4. 원심분리
(정답률: 83%)
  • 세포나 물질 내부에 포함된 수분을 증발시켜 제거함으로써 최종 제품의 안정성을 높이고 보관을 용이하게 하는 공정은 건조입니다.
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54. 흡착 등온곡선에 관한 식은?

  1. Monod 식
  2. Tessier 식
  3. Freundich 식
  4. Michaelis-Menten 식
(정답률: 72%)
  • 흡착제 표면에 흡착되는 물질의 양과 평형 농도 사이의 관계를 나타내는 식은 Freundich 식입니다.

    오답 노트
    Monod 식, Michaelis-Menten 식: 미생물 성장률 및 효소 반응 속도론과 관련된 식입니다.
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55. 크로마토그래피 담체의 CIP(cleaning in place)를 위해 사용되는 물질로 가장 적합한 것은?

  1. Urea
  2. NaOH
  3. NH4OH
  4. Tween 80
(정답률: 73%)
  • 크로마토그래피 담체에 흡착된 단백질이나 불순물을 효과적으로 제거하고 살균하기 위해 강염기성 세정제인 NaOH를 사용하여 CIP(Cleaning In Place)를 수행합니다.
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56. 셀룰로오스 아세테이트 한외여과막을 이용하는 한외여과 공정에서 유입되는 용액의 염화나트륨 농도는 10kg/m3이고, 여과되는 여액의 염화나트륨 농도는 0.58kg/m3일 때, 염화나트륨에 대한 한외여과막의 배제계수는?

  1. 0.942
  2. 0.958
  3. 0.962
  4. 0.973
(정답률: 56%)
  • 한외여과막의 배제계수는 유입액 농도 대비 여과액으로 빠져나가지 못하고 막혀있는 용질의 비율을 의미합니다.
    ① [기본 공식] $R = 1 - \frac{C_{f}}{C_{b}}$
    ② [숫자 대입] $R = 1 - \frac{0.58}{10}$
    ③ [최종 결과] $R = 0.942$
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57. 고압의 액체와 조밀한 컬럼 충전을 통해 용질에 대해 빠르고 높은 분리능을 가지며, 분석용으로 주로 사용되는 크로마토그래피는?

  1. 이온 크로마토그래피(IC)
  2. 얇은 층 크로마토그래피(TLC)
  3. 고속 단백질 크로마토그래피(FPLC)
  4. 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)
(정답률: 87%)
  • 고압의 펌프를 사용하여 조밀하게 충전된 컬럼에 시료를 통과시킴으로써, 매우 빠르고 정밀한 분리능을 제공하는 분석용 크로마토그래피는 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)입니다.
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58. 불용성 생성물을 분리하는데 사용되는 방법이 아닌 것은?

  1. 여과
  2. 응집
  3. 추출
  4. 원심분리
(정답률: 72%)
  • 불용성 생성물(고체)을 분리하기 위해서는 물리적인 크기 차이나 밀도 차이를 이용하는 방법이 필요합니다. 추출은 용해도의 차이를 이용하여 액체-액체 간에 성분을 이동시키는 방법이므로 불용성 생성물 분리법에 해당하지 않습니다.

    오답 노트
    여과, 응집, 원심분리: 고체 입자를 분리하는 대표적인 방법들입니다.
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59. 항생제, 유기산, 아미노산 및 세포 외 효소와 같은 가용성 발효생성물을 회수하기 위한 방법으로 적합하지 않은 것은?

  1. 흡착
  2. 원심분리
  3. 한외여과
  4. 크로마토그래피
(정답률: 52%)
  • 가용성 발효생성물은 배양액 속에 녹아있는 상태이므로, 이를 회수하기 위해서는 성분 분리나 농축이 필요합니다. 원심분리는 밀도 차이를 이용해 세포(고체)와 배양액(액체)을 분리하는 공정으로, 액체 속에 녹아있는 가용성 성분을 회수하는 방법으로는 적합하지 않습니다.
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60. HPLC를 이용해 시료를 분석할 때, 탈기의 목적이 아닌 것은?

  1. 펌프 압력 변화 방지
  2. 컬럼에서의 압력 저하 방지
  3. 용매 내에 녹아 있는 기체 제거
  4. 시료 여과 후 시료에 형성되는 기포 제거
(정답률: 70%)
  • HPLC에서 탈기(Degassing)는 이동상 용매 내에 녹아 있는 기체를 제거하여 펌프의 압력 변동을 막고, 컬럼 내 기포 발생으로 인한 압력 저하 및 베이스라인 불안정을 방지하는 것이 목적입니다.

    오답 노트
    시료 여과 후 기포 제거: 탈기는 시료가 아닌 이동상 용매의 기체를 제거하는 공정입니다.
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4과목: 생물분리공학

61. 효소에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 무생물학적 촉매이다.
  2. 효소는 불균일 촉매이다.
  3. 효소 반응에서 생성물의 생성 속도는 계속 증가한다.
  4. 기질과 상호작용이 일어나는 활성 자리를 한 개 이상 가지는 커다란 단백질 분자이다.
(정답률: 77%)
  • 효소는 생물학적 촉매로서, 특정 기질과 결합하여 반응을 촉진하는 활성 자리를 가진 거대 단백질 분자입니다.

    오답 노트
    무생물학적 촉매: 생물학적 촉매입니다.
    불균일 촉매: 일반적으로 균일 촉매로 작용합니다.
    생성 속도 계속 증가: 기질 농도가 포화되면 최대 반응 속도에 도달하여 일정해집니다.
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62. 235nm에서 최대 흡수를 나타내는 화합물을 자외선 분광광도계로 분석하려고 한다. 시료 농도가 2.0×10-4mol/L, 큐벳 폭이 1.0cm이고 입사광의 20%를 방출할 때, 이 화합물의 몰 흡광계수(L/molㆍcom)는 약 얼마인가?

  1. 1.0×103
  2. 3.5×103
  3. 1.0×10-3
  4. 3.5×10-3
(정답률: 54%)
  • 비어-람베르트 법칙을 이용하여 흡광도를 먼저 구한 뒤, 몰 흡광계수를 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$A = \log \frac{I_0}{I} = \epsilon C l$$
    ② [숫자 대입]
    $$A = \log \frac{100}{20} = 0.6989$$
    $$0.6989 = \epsilon \times 2.0 \times 10^{-4} \times 1.0$$
    ③ [최종 결과]
    $$\epsilon = 3494.5 \approx 3.5 \times 10^3$$
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63. 생성물의 농도를 정량분석하는 방법 중, 미지시료에 분석대상물질과 동일한 물질을 정량적으로 첨가한 후 증가된 신호를 측정하는 것은?

  1. 면적 표준화법
  2. 표준물 첨가법
  3. 내부 표준물질법
  4. 감응인자 보정 표준화법
(정답률: 74%)
  • 미지 시료에 분석 대상 물질과 동일한 표준 물질을 일정량 첨가하여 신호의 증가량을 측정함으로써, 시료 내의 매질 효과(Matrix effect)를 보정하고 정확한 농도를 정량하는 방법은 표준물 첨가법입니다.
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64. 연속식 멸균에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 가열과 냉각기간이 짧다.
  2. 배지 희석과 거품 형성을 줄일 수 있다.
  3. 고온에서의 짧은 노출시간으로 배지를 덜 손상시킨다.
  4. 회분식 멸균에 비해 제어가 용이하고 발효기에서의 작업 중단시간이 감소된다.
(정답률: 67%)
  • 연속식 멸균은 배지를 지속적으로 가열하고 냉각하는 방식으로, 회분식에 비해 가열·냉각 시간이 짧아 열 손상을 줄이고 제어가 용이하며 작업 중단 시간을 단축할 수 있습니다.

    오답 노트
    배지 희석과 거품 형성: 연속식 멸균 과정에서는 오히려 배지의 희석이나 거품 형성이 발생할 가능성이 높아 이를 제어하는 것이 주요 과제입니다.
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65. 다음 설명의 빈 칸에 들어갈 용어를 순서대로 나열한 것은?

  1. A-온도, B-산화물, C-접촉자리, D-리간드
  2. A-온도, B-산화물, C-활성자리, D-복합체
  3. A-반응경로, B-기질, C-접촉자리, D-리간드
  4. A-반응경로, B-기질, C-활성자리, D-복합체
(정답률: 83%)
  • 효소의 작용 원리에 대한 설명입니다. 효소는 반응 경로를 바꾸어 활성화 에너지를 낮추며, 기질이 효소의 활성자리에 결합하여 효소-기질 복합체를 형성함으로써 반응을 촉진합니다.
    $$\text{A: 반응경로, B: 기질, C: 활성자리, D: 복합체}$$
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66. 효소의 불활성화(deactivation)에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 효소는 온도가 달라져도 활성도가 일정하다.
  2. 효소는 pH에 상관없이 불활성화 정도가 일정하다.
  3. 효소는 최적 pH에서 멀어지면 불활성화 속도가 빨라진다.
  4. 효소는 최적 pH보다 낮은 pH에서는 불활성화 속도가 느리고 높은 pH에서는 불활성화 속도가 빠르다.
(정답률: 74%)
  • 효소는 단백질로 구성되어 있어 최적 pH에서 가장 안정하며, 이 범위를 벗어나 pH가 낮아지거나 높아지면 구조적 변형이 일어나 불활성화 속도가 빨라집니다.

    오답 노트
    온도가 달라져도 활성도가 일정하다: 온도 변화에 따라 활성도가 변하며 고온에서는 변성됨
    pH에 상관없이 불활성화 정도가 일정하다: pH에 따라 불활성화 속도가 크게 달라짐
    낮은 pH에서는 느리고 높은 pH에서는 빠르다: 최적 pH 기준 양방향 모두 멀어질수록 빨라짐
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67. 기질의 농도가 0.1M, Michaelis 상수 값이 10-6, 초기 반응속도가 0.1μmol/분일 때 최대 반응속도(μmol/분)는?

  1. 0.1
  2. 1
  3. 2
  4. 106
(정답률: 44%)
  • Michaelis-Menten 식을 이용하여 기질 농도와 상수 값을 통해 최대 반응속도를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $v = \frac{V_{max} \times S}{K_{m} + S}$
    ② [숫자 대입] $0.1 = \frac{V_{max} \times 0.1}{10^{-6} + 0.1}$
    ③ [최종 결과] $V_{max} = 0.1$
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68. 당을 분석하는 방법인 DNS(3,5-dinitrosalicylic acid)법으로 분석할 수 없는 것은?

  1. 설탕
  2. 포도당
  3. 자일로스
  4. 갈락토오스
(정답률: 70%)
  • DNS법은 환원당을 분석하는 방법입니다. 설탕은 비환원당에 해당하므로 이 방법으로 분석할 수 없습니다.
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69. 효소 고정화에 있어 흡착법의 장점이 아닌 것은?

  1. 결합의 세기가 강하다.
  2. 고정화 과정이 간단하다.
  3. 이용할 수 있는 고정화 담체가 다양하다.
  4. 효소들은 보통 흡착에 의해 불활성화되지 않는다.
(정답률: 64%)
  • 흡착법은 고정화 과정이 간단하고 담체가 다양하며 효소의 불활성화가 적다는 장점이 있지만, 물리적 결합을 이용하므로 결합의 세기가 약해 가역적이라는 단점이 있습니다.
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70. 녹말이 유일한 탄소원인 세균 A와 세균 B의 세포막에 각각 존재하는 효소 a와 효소 b의 촉매반응속도는 Michaelis-Menten 식을 따르며, 다음은 각 효소의 특성을 설명한 것이다. 두 효소의 농도가 같을 때, a와 b의 촉매 효율(k2/Km)의 등호 관계는? (단, A는 a만을, B는 b만을 발현하고, 반응은 에 따른다.)

  1. a>b
  2. a<b
  3. a=b
  4. a=eb
(정답률: 69%)
  • 촉매 효율은 $\frac{k_2}{K_m}$로 정의되며, $V_{max} = k_2[E]$이므로 효소 농도 $[E]$가 같을 때 촉매 효율은 $\frac{V_{max}}{K_m}$에 비례합니다.
    제시된 표의 수치를 통해 각 효소의 효율을 비교하면 다음과 같습니다.
    효소 a: $\frac{10}{1000} = 0.01$
    효소 b: $\frac{1}{10} = 0.1$
    따라서 $0.01 < 0.1$이므로 촉매 효율은 a < b 입니다.
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71. 촉매를 구성하는 3가지 요소가 아닌 것은?

  1. 중점제
  2. 증진제
  3. 지지체
  4. 활성물질
(정답률: 68%)
  • 일반적인 촉매의 구성 요소는 실제 반응을 일으키는 활성물질, 활성물질을 분산시켜 지지하는 지지체, 그리고 촉매의 성능을 향상시키는 증진제로 이루어집니다. 중점제는 촉매의 구성 요소에 해당하지 않습니다.
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72. 효소의 저해반응에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 경쟁적 저해제는 일반적으로 기질 유사체이다.
  2. 비경쟁적 저해제는 기질 유사성과 관련이 없다.
  3. 경쟁적 저해반응은 기질 농도를 낮춤으로써 극복된다.
  4. 중금속에 의한 비가역 저해반응은 chelating agent를 이용하면 가역화할 수 있다.
(정답률: 69%)
  • 경쟁적 저해제는 효소의 활성 부위를 두고 기질과 경쟁하므로, 기질의 농도를 높여주면 저해제의 효과를 밀어내고 반응 속도를 회복하여 극복할 수 있습니다.

    오답 노트
    기질 농도를 낮춤으로써 극복된다: 기질 농도를 높여야 극복 가능함
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73. 효소고정화 방법 중 포괄법에 일반적으로 가장 많이 사용되는 지지체는?

  1. alumina
  2. CM-sephadex
  3. polyacrylamide
  4. DEAE-cellulose
(정답률: 72%)
  • 효소고정화의 포괄법(Entrapment)은 효소를 고분자 망상 구조 내에 가두는 방식이며, 이때 가장 일반적으로 사용되는 지지체는 polyacrylamide입니다.
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74. 화학촉매에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 반응의 평형을 바꿀 수 없다.
  2. 반응 경로를 만들어 반응속도를 증진한다.
  3. 기질과 접촉하여 활성화 에너지를 증가시킨다.
  4. 여러 가지 물질 생성되는 반응에서는 특정 생성물에 대한 선택성을 높이기 위해 촉매를 사용할 수 있다.
(정답률: 65%)
  • 화학촉매는 반응 경로를 변경하여 활성화 에너지를 낮춤으로써 반응 속도를 빠르게 만드는 역할을 합니다. 따라서 활성화 에너지를 증가시킨다는 설명은 촉매의 원리와 정반대되는 내용입니다.
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75. 다음 반응 메커니즘을 통해 Michaelis-Menten식을 유도할 때 필요한 가정으로 가장 타당한 것은?

  1. 기질 S의 농도가 높아야 한다.
  2. 효소 E의 농도가 높아야 한다.
  3. ES의 생성반응이 빠르게 평형에 도달한다.
  4. ES의 소멸속도가 다른 반응에 비해 매우 빠르다.
(정답률: 76%)
  • 제시된 반응 메커니즘 $E + S \rightleftharpoons ES \rightarrow E + P$에서 Michaelis-Menten 식을 유도하기 위해서는 효소($$E$$)와 기질($$S$$)이 결합하여 효소-기질 복합체($$ES$$)를 형성하는 생성 반응이 매우 빠르게 평형에 도달한다는 가정이 필요합니다.
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76. 촉매 반응 표면에서 일어나는 현상에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 흡착물의 결합세기는 촉매반응의 속도를 결정하는 기준이 될 수 없다.
  2. 반응이 일어나는 조건에서 적외선 분광법으로 촉매 반응의 중간체를 유추할 수 있다.
  3. 표면 반응속도보다 반응물의 흡착속도나 생성물의 탈착속도가 느리면 흡착이나 탈착 과정이 반응의 속도 결정 단계가 된다.
  4. 촉매와 반응물 또는 생성물 사이의 화학 흡착이 강하면 반응물은 촉매독으로 인해 촉매작용이 저하된다.
(정답률: 53%)
  • 촉매 반응에서 흡착물의 결합 세기는 반응 속도에 결정적인 영향을 미칩니다. 결합이 너무 약하면 반응이 일어나지 않고, 너무 강하면 생성물이 탈착되지 않아 촉매 독으로 작용하기 때문입니다.

    오답 노트
    적외선 분광법: 중간체 분석 가능
    속도 결정 단계: 가장 느린 단계가 전체 속도 결정
    화학 흡착: 과도하게 강하면 촉매 활성 저하
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77. 효소와 담체 간의 물리ㆍ화학적 힘을 이용하지 않는 효소 고정화 방법은?

  1. 가교법
  2. 담체결합법
  3. 공유결합법
  4. 미세캡슐화법
(정답률: 73%)
  • 미세캡슐화법은 효소를 반투과성 막으로 물리적으로 가두는 방식이므로, 효소와 담체 사이의 직접적인 물리·화학적 결합력을 이용하지 않는 고정화 방법입니다.
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78. 대기의 이산화황(SO2)을 삼산화황(SO3)으로 산화시켜 산성비를 내리게 하는 원인으로 옳은 것은?

  1. SO2가 맑고 건조한 공기 중에서 잘 산화되기 때문이다.
  2. 공기 중의 질소가 산소와 SO2 간의 반응에 촉매 역할을 하기 때문이다.
  3. 공기 중의 먼지 입자나 물방울이 산소와 SO2의 반응에 촉매 역할을 하기 때문이다.
  4. 공기 중의 산소가 SO2와의 반응에 반응물과 촉매의 역할을 동시에 하기 때문이다.
(정답률: 72%)
  • 대기 중의 $\text{SO}_2$는 단독으로는 산화 속도가 매우 느리지만, 공기 중의 먼지 입자나 물방울(에어로졸) 표면이 촉매 역할을 하여 $\text{SO}_3$로의 산화 반응을 촉진시켜 산성비를 유발합니다.
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79. 고정화 효소에 의한 반응에서 확산저항이 효소 반응속도에 미치는 영향은 효소 반응속도와 기질 확산속도의 상대속도에 따라 달라지는데, 이 상대속도 값을 부르는 용어는?

  1. Froude 수
  2. Thiele 계수
  3. 유효확산계수
  4. Damkohler 수
(정답률: 64%)
  • 고정화 효소 반응에서 화학 반응 속도와 물질 전달(확산) 속도의 상대적인 비율을 나타내는 무차원 수를 Damkohler 수라고 합니다.
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80. 반응물과 촉매의 접촉시간을 정밀하게 제어하기 위해 사용되는 유동층 반응기에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 촉매와 반응물을 섞어 상승형 관 반응기에 공급한다.
  2. 반응물은 반응기에서 최대한 오랜 시간 접촉분해시켜야 한다.
  3. 반응이 끝난 후에는 촉매와 생성물을 싸이크론에서 분리한다.
  4. 사용한 촉매는 재생기로 보내 공기를 불어 넣으면서 가열하여 촉매에 침적된 탄소를 태워 제거한다.
(정답률: 70%)
  • 유동층 반응기는 반응물과 촉매의 접촉시간을 정밀하게 제어하는 것이 핵심이며, 무조건 최대한 오랜 시간 접촉시키는 것이 아니라 공정 설계에 맞는 최적의 접촉 시간을 유지해야 합니다.
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5과목: 생물공학개론

81. 유효기한에 도달하는 원자재를 먼저 사용하는 재고관리 방법은?

  1. 경고선출
  2. 랜덤선출
  3. 선입선출
  4. 선한선출
(정답률: 74%)
  • 유효기한(Expiration Date)이 가장 먼저 도달하는 원자재를 우선적으로 사용하는 재고관리 방식을 선한선출(FEFO, First Expired First Out)이라고 합니다.

    오답 노트
    선입선출: 입고 순서대로 사용하는 방식
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82. 칼 또는 창과 같은 예리한 물체에 찔려서 입은 상처를 무엇이라 하는가?

  1. 자상
  2. 절상
  3. 화상
  4. 찰과상
(정답률: 86%)
  • 칼이나 창과 같이 끝이 뾰족하고 예리한 물체에 찔려서 입은 상처를 자상이라고 합니다.

    오답 노트
    절상: 베인 상처
    화상: 열이나 화학물질에 의한 손상
    찰과상: 긁힌 상처
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83. 전체 부피가 100mL인 소분용기에 화학물질 80mL을 옮겨 담았을 때, 소분용기에 부착하지 않아도 되는 경고표시는?

  1. 명칭
  2. 신호어
  3. 그림문자
  4. 유해ㆍ위험문구
(정답률: 70%)
  • 산업안전보건법에 따라 소분용기의 부피가 $100\text{mL}$이하인 경우, 명칭, 신호어, 그림문자는 반드시 표시해야 하지만 유해·위험문구는 생략이 가능합니다.
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84. 품질관리 7가지 도구에 해당하지 않는 것은?

  1. 흐름도
  2. 체크시트
  3. 히스토그램
  4. 어골도(특성요인도)
(정답률: 66%)
  • 품질관리 7가지 도구(QC 7 Tools)의 종류를 묻는 문제입니다. 품질관리 7가지 도구는 체크시트, 히스토그램, 특성요인도(어골도), 층별, 관리도, 산점도, 파레토도입니다.

    오답 노트
    흐름도: 프로세스를 시각화하는 도구이나, 표준적인 QC 7가지 도구에는 포함되지 않습니다.
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85. 화재ㆍ폭발사고 발생 시의 대처법으로 옳지 않은 것은?

  1. 초기 진압이 어렵다고 판단될 경우에는 가스 및 전기의 중앙 밸브를 통제하고 즉시 대피한다.
  2. 대피할 때는 젖은 수건 등으로 입과 코를 막고 호흡을 짧게 하며 낮은 자세로 이동한다.
  3. 화재 경보 사이렌을 듣는 즉시 시야를 확보하고 승강기를 이용하여 지정된 집결 장소로 신속하게 이동한다.
  4. 머리나 옷에 불씨가 옮겨 붙었을 경우 멈춰서기-눕기-구르기의 방법을 따르고, 물 및 담요 등을 이용하여 불을 끈다.
(정답률: 88%)
  • 화재 발생 시 대피 원칙에 관한 문제입니다. 화재 시 승강기는 정전으로 인해 갇힐 위험이 매우 크며, 연기가 유입되는 통로가 되므로 절대 이용하지 말고 계단을 통해 대피해야 합니다.

    오답 노트
    승강기를 이용하여 이동: 화재 시 승강기 이용은 절대 금지이며, 반드시 계단을 이용해야 합니다.
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86. 유전자재조합실험지침상 생물체의 위험군 분류에서 Bacillus anthracis가 속하는 위험군은?

  1. 제1위험군
  2. 제2위험군
  3. 제3위험군
  4. 제4위험군
(정답률: 55%)
  • 유전자재조합실험지침의 생물체 위험군 분류에 따르면, 탄저균인 \(Bacillus\ anthracis\)는 인간에게 심각한 질병을 일으킬 수 있으며 적절한 치료법과 예방책이 존재하는 제3위험군에 해당합니다.
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87. 응급처치의 주된 목적이 아닌 것은?

  1. 응급환자의 생명 구조
  2. 사업주의 피해 최소화
  3. 통증 감소 및 악화 방지
  4. 가치 있는 삶을 영위할 수 있도록 회복을 도움
(정답률: 84%)
  • 응급처치는 사고 발생 시 환자의 생명을 보존하고 상태 악화를 방지하여 회복을 돕는 인도적 구호 활동이 주 목적입니다.

    오답 노트
    사업주의 피해 최소화: 응급처치의 목적은 환자의 생명 보호와 회복이지, 사업주의 경제적/물질적 피해 감소가 아닙니다.
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88. 다음 설명의 빈 칸에 들어갈 말을 순서대로 나열한 것은?

  1. ㄱ : 가능성, ㄴ : 중대성
  2. ㄱ : 가능성, ㄴ : 유해성
  3. ㄱ : 안정성, ㄴ : 중대성
  4. ㄱ : 안정성, ㄴ : 유해성
(정답률: 69%)
  • 위험성(Risk)의 정의에 관한 문제입니다. 위험성은 유해·위험요인이 부상 또는 질병으로 이어질 수 있는 가능성(Probability)과 그 결과의 중대성(Severity)을 조합하여 결정합니다.
    따라서 ㄱ은 가능성, ㄴ은 중대성이 들어가는 것이 정답입니다.
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89. 실험실에서 취급하고 있는 유해물질에 대한 정보로 실험실 종사자가 숙지 및 게시해야 하는 문서는?

  1. GHS
  2. NCIS
  3. MSDS
  4. CAS number
(정답률: 83%)
  • MSDS(물질안전보건자료)는 화학물질의 명칭, 유해성, 위험성, 응급조치 요령, 취급 방법 등 실험실 종사자가 반드시 숙지하고 게시해야 하는 종합 안전 정보 문서입니다.
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90. 다음에서 설명하는 약품은?

  1. 규조토
  2. 소석회
  3. 활성탄
  4. 제올라이트
(정답률: 74%)

  • 제시된 이미지의 설명처럼 화학물질 유출 시 응급조치에 사용하며, 일산화탄소나 포스겐 등 독성가스를 포집하는 데 탁월한 성능을 가진 물질은 활성탄입니다. 특히 황린이나 벤젠 적용 시 흡착열이 발생하므로 주의가 필요합니다.
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91. 생물의약품 생산시설 품질시스템의 유효성을 제고하기 위한 내부 감사 준비단계의 활동 사항이 아닌 것은?

  1. 감사팀을 구성한다.
  2. 감사전략을 수립한다.
  3. 감사계획을 수립한다.
  4. 감사보고서를 작성한다.
(정답률: 82%)
  • 내부 감사 준비단계에서는 감사팀 구성, 감사전략 수립, 감사계획 수립과 같은 사전 계획 활동이 이루어집니다. 감사보고서를 작성하는 것은 감사를 수행한 후 결과물을 정리하는 '보고 단계'에 해당합니다.
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92. 품질관리도구인 파레토 다이어그램의 용도는?

  1. 요인과 결과의 상관관계를 측정한다.
  2. 규격과 비교하여 공정능력을 측정한다.
  3. 품질에 영향을 주는 주요 요인들을 찾는다.
  4. 품질의 이상 원인을 확인하여 공정을 관리한다.
(정답률: 65%)
  • 파레토 다이어그램은 불량, 결점, 고장 등의 발생 건수를 분류 항목별로 나누어 크기 순서대로 나열한 막대그래프입니다. 이를 통해 품질에 영향을 주는 주요 요인들을 집중적으로 찾아내어 개선 우선순위를 결정할 수 있습니다.
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93. 화학물질을 사용하는 작업환경의 관리상태 체크리스트에서 물질의 유해성을 평가하는 내용이 아닌 것은?

  1. 현재 유해물질 취급 공정의 폐쇄가 가능한가?
  2. 현재 사용하는 화학물질의 사용량을 줄일 수 있는가?
  3. 현재 발암성 물질을 취급하고 있다면 비발암성 물질로 대체 가능한가?
  4. 현재 취급하고 있는 물질보다 독성이 적은 물질(노출기준 수치가 높은)로 대체 가능한가?
(정답률: 67%)
  • 물질의 유해성 평가는 취급하는 물질 자체의 독성을 낮추거나 대체하는 방안(대체 가능성, 폐쇄 가능성 등)을 검토하는 과정입니다.

    오답 노트
    현재 사용하는 화학물질의 사용량을 줄일 수 있는가?: 이는 유해성 평가가 아니라 노출량을 줄이기 위한 '노출 관리' 또는 '사용량 최적화'에 해당합니다.
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94. 표준작업절차서(SOP)의 구성항목이 아닌 것은?

  1. 목표효율
  2. 적용범위
  3. 책임과 권한
  4. 용어의 정의
(정답률: 66%)
  • 표준작업절차서(SOP)는 작업의 일관성과 안전성을 확보하기 위한 문서로, 적용범위, 책임과 권한, 용어의 정의 등이 포함되어야 합니다. 목표효율은 공정의 성과 지표일 뿐, 작업 절차를 규정하는 SOP의 필수 구성항목이 아닙니다.
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95. 수소기체 4.36L를 얻기 위해 수소화바륨과 물을 이용할 때, 필요한 수소화바륨의 양(g)은 약 얼마인가? (단, 온도는 20℃, 압력은 0.975 atm, BaH2 분자량은 139.3g/mol이고, R=0.08206Lㆍatm/molㆍK인 이상기체 상태 조건이라고 가정한다.)

  1. 12.3
  2. 16.3
  3. 22.3
  4. 26.3
(정답률: 38%)
  • 이상기체 상태 방정식을 통해 생성된 수소 기체의 몰수를 먼저 구한 뒤, 화학 반응식의 계수비를 이용하여 필요한 수소화바륨의 질량을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $n = \frac{PV}{RT}$
    $m = \frac{n}{2} \times M$
    ② [숫자 대입]
    $n = \frac{0.975 \times 4.36}{0.08206 \times (273 + 20)}$
    $m = \frac{0.1768}{2} \times 139.3$
    ③ [최종 결과]
    $m = 12.3$
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96. LMO 연구시설 안전관리 등급 분류상 다음 설명에 해당하는 시설의 등급은?

  1. 1등급
  2. 2등급
  3. 3등급
  4. 4등급
(정답률: 71%)
  • 제시된 이미지 의 내용은 사람에게 발병하더라도 치료가 용이한 질병을 일으키거나, 환경 방출 시 위해가 경미하고 치유가 용이한 유전자변형생물체를 다루는 시설에 대한 설명이므로 LMO 연구시설 안전관리 2등급에 해당합니다.
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97. 동물의 지육 등 또는 식물의 종자나 과육으로부터 얻어진 추출물 중 동식물유류의 분류기준은?

  1. 1기압에서 인화점이 100℃ 미만인 것
  2. 1기압에서 인화점이 250℃ 미만인 것
  3. 1기압에서 인화점이 300℃ 미만인 것
  4. 1기압에서 인화점이 350℃ 미만인 것
(정답률: 76%)
  • 동식물유류는 동물의 지육 또는 식물의 종자나 과육에서 추출한 물질 중, 1기압에서 인화점이 $250^{\circ}C$ 미만인 것을 기준으로 분류합니다.
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98. 알루미늄 5g과 Fe2O3가 다음 식과 같이 화학양론적으로 반응할 때, 반응에 따른 열의 변화는? (단, 알루미늄의 원자량은 26.98g/mol이다.)

  1. 78.9kJ의 열을 방출한다.
  2. 78.9kJ의 열을 흡수한다.
  3. 158.4kJ의 열을 방출한다.
  4. 158.4kJ의 열을 흡수한다.
(정답률: 62%)
  • 알루미늄의 몰수를 먼저 구한 뒤, 화학 반응식의 계수비와 엔탈피 변화량의 비례 관계를 이용하여 반응열을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{몰수} = \frac{\text{질량}}{\text{원자량}}$$
    $$\text{반응열} = \frac{\text{반응 몰수}}{2} \times \Delta H$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{몰수} = \frac{5}{26.98} = 0.1853$$
    $$\text{반응열} = \frac{0.1853}{2} \times (-852)$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{반응열} = -78.9$$
    결과값이 음수($-$)이므로 $78.9\text{ kJ}$의 열을 방출합니다.
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99. 위험성평가 절차 중 유해ㆍ위험요인별로 추정한 위험성의 크기가 허용 가능한 범위인지 판단하는 단계는?

  1. 위험성 추정
  2. 위험성 결정
  3. 위험성 기록
  4. 위험성 감소 대책수립 및 실행
(정답률: 66%)
  • 위험성 결정 단계는 유해·위험요인별로 추정된 위험성의 크기가 사업장에서 허용 가능한 범위인지 여부를 판단하여 위험성 수준을 결정하는 단계입니다.
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100. 다음에서 설명하는 것은?

  1. 원검체
  2. 대조물질
  3. 자가물질
  4. 기준표준물질
(정답률: 85%)
  • 일정한 순도와 생물학적 작용을 갖도록 만들어졌으며, 의약품 등의 실험 시 상용 표준품의 역가를 정하기 위한 표준이 되는 물질은 기준표준물질입니다.
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