>基質濃度が低い方がその酵素と結合しやすいはず
これが、根本的に間違っています。
基質濃度が薄いということは、酵素と基質とが出会う確率が下がるということです。
つまり、反応速度は下がります。
基質濃度が高くなれば、酵素は基質と出会いやすくなり、反応速度は上昇します。
すべての酵素が基質と結合している状態が、最大反応速度となり、
それ以上は反応速度は上がりません。
競争的阻害ですが、
基質とよくにた阻害物質が、酵素の活性部位を奪い合う
と習っていると思います。
酵素が間違って阻害物質と結合すると、酵素反応は抑制されます。
しかし、阻害物質に対して、本来の基質濃度が十分に多くなれば、
酵素が出会う相手は、ほとんど本来の基質となり、
阻害物質と出会う可能性が無視できる程度になります。
そのため、基質濃度が高くなればなるほど、
阻害物質なしの状態に、近くなります。