미생물을 낮은 수분상태에서 보존할 때 사용되는 방법은?
- 유동파라핀 중층법
- 현탁법
- 동결건조법
- 계대배양법
정답과 해설 보기
정답 ③ · 문항은 미생물을 낮은 수분 상태로 보존하는 방법을 묻고 있다. 동결건조법은 세포의 수분을 제거하여 물리적으로 안정한 건조 상태로 보존하므로 장기 저장과 수분 부족 보존에 적합하다.
개념 한 쪽
바이오화학제품제조기사 미생물 특성 — 균주보존 방법
미생물 균주를 관리하려면 적절한 보존 방법을 선택해야 한다. 보존 방법은 원리와 적용 범위가 다르므로 문제에서는 핵심 원리(수분 제거, 저온 보존, 산소 차단 등)를 키워드로 매칭하여 정답을 찾는 것이 중요하다. 시험에서는 장기·단기 구분, 승화 원리, 초저온과 초저온이 아닌 보존의 차이, 산소 차단을 통한 대사 억제 등을 물을 가능성이 크다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「미생물 특성」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 동결건조 원리 판별 | 1 | 승화와 수분 제거로 장기 보존을 설명하는 보존법을 가리기 |
| 유전적 안정성에 따른 보존법 선택 | 1 | 유전적 불안정 균주 보존에 적합한 온도 기반 방법을 고르기 |
| 보존 기간 비교 | 1 | 단기 보존법과 장기 보존법을 보존 기간으로 구분하기 |
뜻
동결건조법은 미생물을 급속 동결한 뒤 진공 하에서 얼음을 승화시키는 방식으로 수분을 제거하여 균체 내 수분이 거의 없어지면 대사 활동이 정지되어 수년에서 수십 년까지 보존할 수 있다고 설명한다. 동결건조법에서는 보존재(보호제)를 사용하여 세포를 보호하며, 핵심 원리는 얼려서 승화시켜 건조시키는 데 있다.
동결보존법은 매우 낮은 온도에서 보존하여 미생물의 대사 활동을 억제하는 방법이며, 적용 온도에 따라 구분된다. -80℃ 수준의 초저온 보존은 대사 활동을 거의 정지시켜 유전적 안정성을 유지하는 데 적합하다고 설명한다. 액체 질소 보존은 약 -196℃ 수준으로 더 낮은 온도로 미생물의 생화학적 반응을 거의 완전히 멈추게 하여 극저온 보존법으로 분류한다.
유동파리핀 중층법은 시험관 위에 파리핀 층을 형성하여 산소 공급을 차단함으로써 호기성 미생물, 특히 곰팡이나 효모의 대사 활동을 억제하여 장기간 보존에 이용된다고 설명한다. 이 방법은 산소 차단이라는 물리적 원리를 이용한다는 점이 핵심이다.
사면 배양기(agar slant)는 고체 배지에 미생물을 도말하여 보관하는 단기 보존법으로, 보존 기간이 가장 짧아 일반적으로 6개월 이내의 보존을 전제로 사용한다고 설명한다. 계대배양은 정기적인 이식이 필요하므로 장기 보존 수단으로는 부적합하다고 지적한다.
예제
동결건조 관련 문제는 승화와 수분 제거를 키워드로 잡으면 정답을 찾기 쉽다. 선택지에 액체질소나 초저온 보존이 섞여 있으면 온도 기반 보존과 승화 기반 보존을 구분해야 한다. 장기간 보존과 수분 제거가 함께 나오면 동결건조를 선택하고, 유전적 안정성 확보나 -80℃가 언급되면 초저온 동결보존을 선택한다. 파리핀이나 산소 차단 키워드가 나오면 유동파리핀 중층법을 선택하고, 6개월 이내와 같이 단기 보존을 묻는 경우 사면 배양기를 선택한다.
대표 기출 3문항
미생물균주의 장기보존에 동결건조(freezedrying 혹은 lyophilization)방법이 많이 쓰인다. 동결건조에 대한 설명으로 옳은 것은?
- 동결배양액에서 물을 제거하여 미생물을 보존하는 방법이다.
- 동결 전후 미생물의 생존율은 거의 변하지 않는다.
- 동결과정에 사용하는 미생물 보존재는 일반적으로 배양배지와 동일하다.
- 반드시 액체질소에 넣어 보존하여야 한다.
정답과 해설 보기
정답 ① · 문제는 동결건조의 원리와 보존 특성을 묻고 있으므로 물리적 과정과 영향에 초점을 맞춰야 한다. 동결건조는 시료를 급속 동결한 뒤 진공에서 얼음을 승화시켜 수분을 제거하여 미생물의 대사를 정지시키고 장기 보존을 가능하게 하는 방법이다.
동결건조는 미생물을 급속 동결한 후 진공 상태에서 얼음을 승화시켜 수분을 제거함으로써 미생물의 생존율을 높이고 장기 보존하는 방법이다.
유전적으로 불안정한 미생물을 보존하고자 할 때 적합한 방법은?
- 계대배양을 지속적으로 수행한다.
- 시험관이나 petri dish의 agar 배지상에서저온으로 유지한다.
- 상온에서 보존한다.
- 저온기 (-80℃)에서 보존한다.
정답과 해설 보기
정답 ④ · 문제는 유전적으로 불안정한 미생물을 장기 보존하는 방법을 묻고 있다. 유전적 안정성 유지를 위해서는 대사 활동을 극도로 억제하는 초저온 보존(예: -80℃)이 가장 적합하며 이렇게 하면 돌연변이 축적과 같은 변화가 최소화된다.
미생물은 저온에서 대사 활동이 억제되어 유전적 안정성이 유지되므로 -80℃ 초저온 보존이 가장 적합하다.
자주 묻는 물음
- 동결건조의 핵심 원리는 무엇인가?
- 동결건조는 시료를 급속 동결한 뒤 진공 상태에서 얼음을 승화시켜 수분을 제거하는 원리로, 수분 제거로 대사 활동이 정지되어 장기 보존이 가능하다고 본다.
- 유전적으로 불안정한 균주를 어떻게 보존해야 하나?
- 대사 활동을 최소화해야 하므로 매우 낮은 온도에서 보존하는 것이 유리하며, -80℃ 수준의 초저온 보존이나 액체 질소 같은 극저온 보존을 선택하면 유전적 안정성 유지에 도움된다고 본다.
- 산소 공급을 제한하여 균주를 보존하는 방법은 무엇인가?
- 유동파리핀 중층법은 시험관 표면 위에 파리핀 층을 형성하여 산소 투과를 차단함으로써 호기성 미생물의 대사를 억제하는 방법으로, 곰팡이나 효모 보존에 적합하다고 본다.
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