IB 生物｜酶与反应动力学备课指引（导师用）｜活化能、米氏方程与温度影响

2026-11-05

酶这一章考的不是定义，而是“为何曲线会平”。学生答不出饱和，就答不出八成的题。

本堂目标　学生能够：① 用活化能解释酶如何加快反应；② 由 Vmax 与 Km 讲出饱和与亲和力；③ 用 Q₁₀ 说明温度每升 10 度速率的变化。

01　先备知识（开课前 3 分钟快检）

以下任何一项未过关，本堂就会卡住，先补该项：

技能	快检题	过关标准
百分比	由 12 升到 24，增加了多少百分比	100%
蛋白质结构	什么键决定三维形状	氢键、离子键、疏水作用
图表阅读	曲线变平代表什么	某因素成为限制

02　课堂流程（60 分钟）

时间	环节	导师做什么	学生做什么
0–8 分	酶是什么	蛋白质催化剂的三个特征	讲出“不被消耗”
8–20 分	活化能	画能量曲线两条	指出 ΔG 不变、Ea 降低
20–34 分	活性位与契合	锁钥对比诱导契合	讲出为何酶有专一性
34–46 分	米氏方程	v = Vmax·S/(Km + S)	算出 75 与 66.7
46–54 分	温度与 pH	Q₁₀ 与变性	算出 Q₁₀ = 2.0
54–60 分	离场检查	三题收回即批	独立完成

03　讲解脚本（照着说就可以）

第一幕：酶只降低活化能，不改 ΔG

画两条曲线：无酶时高峰，有酶时低谷，起点与终点一样高。所以酶加快的是“到达”，不是“方向”，平衡位置不变，ΔG 也不变。学生最常把“酶提供能量”写进答案，这句话在 IB 一定扣分。

要学生复述：酶改变的是什么，不改变的是什么。

第二幕：米氏方程：一条式讲饱和

v = Vmax × [S] / (Km + [S])。设 Vmax = 100、Km = 5（单位 μmol min⁻¹ 与 mmol dm⁻³）：[S] = 5 时 v = 50；[S] = 15 时 v = 100 × 15 / 20 = 75；[S] = 10 时 v ≈ 66.7。
基质由 5 加到 10，浓度加倍但速率只由 50 升到 66.7，不是加倍——这就系“曲线变平”的数学来源。
最常见误解：以为加基质可以无限加速。

要学生复述：Km 越细代表亲和力越大还是越细。

第三幕：温度：Q₁₀ 与变性两件事

Q₁₀ = 温度升 10 度后的速率 ÷ 原本速率。12 升到 24 就是 24/12 = 2.0，即每升 10 度速率加倍。
但超过最适温度，氢键断裂、活性位变形，速率急跌到零，而且不可逆；低温只是分子运动慢，回暖会恢复。所以“雪柜令酶死掉”是错的，“滚水令酶死掉”才对。

要学生复述：为何低温与高温的机制不同。

04　必教题型与步骤

题型	例子	步骤	答案
速率计算	Vmax = 100、Km = 5、[S] = 15，求 v	代 v = Vmax·S/(Km + S)	75 μmol min⁻¹
Q₁₀ 计算	12 升到 24，Q₁₀ 多少	后速率除前速率	2.0
曲线解释	速率曲线为何变平	活性位饱和，Vmax 为上限	所有酶都被占用
抑制剂比较	竞争性抑制对 Km 与 Vmax 的影响	Km 升、Vmax 不变	可被高 [S] 克服

合理性检查（一定要教）：① 任何 [S] 之下 v 都小于 Vmax，75 小于 100，合理；② Km 是 v 等于一半 Vmax 时的基质浓度，所以 Km = 5 时 v 应为 50，对得上；③ Q₁₀ 一般落在 2 至 3，2.0 在合理范围，若算出 10 就要怀疑单位。

05　独立练习三题

题目	答案	想观察什么
Vmax = 80、Km = 4、[S] = 12，求 v	60 μmol min⁻¹	学生有无先写公式再代数
18 升到 28 度，速率由 15 升到 33，求 Q₁₀	2.2	有无用同一组单位
解释 70 度时速率为何跌到接近零	高温令氢键断裂、活性位变形，酶变性且不可逆	有无讲“变性”与“不可逆”两个关键词

06　学生常见错误与纠正句

错误	学生通常这样写	导师这样说
酶在反应中被消耗	“酶用完就无，所以速率下降”	“酶系催化剂，反应完可以再用，速率跌系因为基质少了或者酶变性。”
低温等于变性	“放入雪柜酶就死”	“低温只系动能低，回暖会回复；变性系形状坏了，不可逆。”
Km 越大亲和力越大	“Km 大代表捉得紧”	“Km 系达到一半 Vmax 所需浓度，越细即越少基质就够，亲和力越大。”
以为加基质可无限加速	“加多些基质速率一定升”	“活性位数量有限，饱和之后再加都无用，曲线会平。”

07　家课建议（直接指到练习卷题号）

IB 生物章节索引　用索引内三条练习作课后核对

08　离场检查（最后 5 分钟）

题目	答案	判定
Vmax = 60、Km = 6、[S] = 6，求 v	30 μmol min⁻¹	错一题＝下堂重讲米氏方程
为何高温令酶永久失效	变性，活性位三维结构被破坏	错一题＝重讲温度机制
竞争性抑制下 Km 与 Vmax 怎样变	Km 升、Vmax 不变	错两题以上＝回到第二幕

09　导师常问

IB 要不要背米氏方程？

要，而且要在 Data-based question 中用来解释曲线，不只是代入数字。

Km 与 Vmax 一定要实验求得？

IB 题目多数直接给值或给图，要求你由图读出 Km（半饱和点）与 Vmax（平台高度）。

酶与代谢途径怎样连？

每个途径的速率由关键酶的活性控制，温度、pH、抑制剂都经这个点影响整个途径。

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本页为 TutorZone 导师备课指引，内容由 TutorZone 团队编写；题目与流程为原创，并非任何学校或出版社的教材。