108年:(醫檢)生化(1)

有關酵素反應活化能( Activation energy )的敘述,下列何者錯誤?

A是形成過渡態( Transition state )中的反應中間物( Reaction intermediate )所需的能量
B等於反應物與產物之間所含能量的差異
C所謂速率決定步驟多為具最⾼活化能的反應步驟
D酵素的主要功⽤即為降低反應活化能

詳細解析

本題觀念:

本題為反向題(問「何者錯誤」),考查酵素反應活化能(activation energy)的熱力學概念。活化能是反應物(reactants)到達過渡態(transition state)所需跨越的能量障壁,與反應物和產物之間的能量差(反應的吉布斯自由能變化 ΔG°)是不同的熱力學量,兩者不相等。

選項分析

(A) 是形成過渡態中的反應中間物所需的能量 ✅(正確陳述) 活化能(EaE_a)定義為反應物達到過渡態(transition state)所需的最低能量。過渡態是能量最高的不穩定暫態,反應分子必須獲得足夠活化能才能超越此能量障壁,進而轉化為產物。反應中間物(reaction intermediate)是多步驟反應中的暫時中間產物,活化能就是形成這些暫態所需的能量。

(B) 等於反應物與產物之間所含能量的差異 ❌(錯誤陳述 = 本題答案) 這是一個常見的混淆概念。「反應物與產物之間所含能量的差異」是反應的吉布斯自由能變化(ΔG\Delta G焓變(ΔH\Delta H,代表反應的自發性與放/吸熱程度。活化能(EaE_a)是反應物到過渡態的能量差,而非反應物到產物的能量差:

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