ATP(三磷酸腺苷)是腺嘌呤核苷的衍生物．可以看成是含三个磷酸根的腺嘌呤核苷酸。ATP的结构简式：A－P～P～P。其中A代表腺苷，T代表三个，P表示磷酸．所以称之为三磷酸腺苷。
1．1ATP、ADP与AMP的关系
ATP的结构中，远离A的高能磷酸键既容易形成又容易断裂，形成时可以储存活跃化学能；断裂时，可以将活跃的化学能释放，用于生命活动的各个方面。ATP分子中远离A的高能磷酸键断裂后形成ADP，ADP分子中唯一的高能磷酸键如果再断裂就形成一磷酸腺苷（简称AMP），AMP就是RNA的腺嘌呤核糖核苷酸。
练习：
1、判断对错
（1）ATP的A代表腺嘌呤，T代表三个，～代表高能磷酸键，P表示磷酸基团（）
（2）ATP有3个磷酸基团，含有3个高能磷酸键（）
（3）ATP分子中含有1个腺嘌呤，2个高能磷酸键，3个磷酸基团（）
（4）ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸（）
（5）ATP分子与RNA分子具有相同的腺苷（）
A．①和②B．②和③C．③和④D．①和④
3、30个腺苷和60个磷酸基最多能组成多少个ATP（）
A．30个B．60个C．10个D．20个
2ATP的生理功能
有机物中能量都不能直接被生物体利用，需经氧化分解后转移到ATP中，供生物体利用，对于所有的细胞来说，几乎都是用ATP作为直接能源。
2．1ATP与ADP的相互转化
在ATP与ADP的转化中，ATP既可储能，又可作为生命活动的直接能源。ATP的化学性质不稳定，远离A的那个高能磷酸键很容易水解和重新形成，并相应地伴随有能量的释放和储存。
反应式：ADP＋Pi＋能量-------ATP
2．1．1该转化不是一个可逆过程
①从反应条件分析：ATP的分解是一种水解反应，催化该反应的酶属于水解酶．而ATP的合成是一种合成反应，催化该反应的酶属于合成酶，由酶的专一性可知上述反应的条件是不相同的。
②从ATP合成与分解的场所分析：ATP合成的场所在所有细胞质基质、线粒体和叶绿体；而ATP分解的场所有细胞膜(供主动运输消耗的能量)、叶绿体基质(将ATP中的能量释放出来．储存在合成的有机物中)、细胞核(DNA复制和RNA合成所消耗的能量)等。因此，其合成与分解的场所不尽相同。显然上述反应并不是同时进行的。
综上所述，在生物体内的反应可判断为“物质是可逆的，能量是不可逆的”，或解释为“物质是循环的，能量是不循环的”，正因为ATP与ADP在活细胞中的一定条件下进行循环，才能使ATP不会因能量的不断消耗而用尽，从而保证生命活动能及时得到能量而顺利进行。
1、根据反应式ATPADP+Pi+能量，回答下列问题：
（1）ATP分子结构简式为，在ATPADP过程中，是由于键断裂而释放出大量能量。
（2）在光合作用的光反应中反应方向向，能量来自；在光合作用的暗反应中反应方向向，能量用于。
（3）在绿色植物体内，发生ADPATP的生理过程是在细胞内和
（细胞器）和中进行的。
（4）在呼吸作用中，反应方向，能量来自。
（5）根吸收无机盐离子的过程，反应方向向，能量用于。
2．根据反应式“ATPADP+Pi+能量”，以下提法正确的是
A．物质和能量都是可逆的B．物质和能量都是不可逆的
C．物质是可逆的、能量都是不可逆的D．物质是不可逆的、能量都是可逆的
3、下列有关“①ATPADP+Pi+能量”、“②ADP+Pi+能量ATP”的反应的叙述中，不正确的是（）
A、①、②反应过程分别表示能量的利用和储存过程
B、所有生物体内的②过程所需要的能量都来自呼吸作用
C、①和②在活细胞中永无休止地循环进行保证了生命活动的顺利进行
D、①反应中的“能量”一般不能用于推动②反应的进行
（1）真核生物
植物——细胞呼吸、光合作用（根无）
动物——细胞呼吸
真菌——细胞呼吸
（2）原核生物
自养型细菌——细胞呼吸、光合作用（光合细菌）、化能合成作用（硝化细菌）
异养型细菌——细胞呼吸
蓝藻——细胞呼吸、光合作用
（3）病毒——宿主提供
细胞结构
ADPATP
ATPADP
主要的生理功能举例
细胞膜上的载体
√
葡萄糖、氨基酸、无机盐离子等物质的主动运输
细胞质基质
呼吸作用的第一阶段；许多生化反应的进行
叶绿体
光反应产生ATP；暗反应消耗ATP
线粒体
有氧呼吸第二、三阶段可产生ATP；自身DNA复制等
核糖体
氨基酸合成蛋白质时要消耗ATP
高尔基体
植物细胞细胞壁的形成，动物细胞分泌物的分泌
内质网
有机物的合成、运输
细胞核
DNA的复制、转录
2．1．3不同细胞结构ATP与ADP的相互转化（以真核生物为例）
可见，光合作用中光反应合成的ATP只供给暗反应利用，最终转化为稳定的化学能储存在有机物中；呼吸作用中在细胞质基质与线粒体产生的ATP，则供给除暗反应以外的各项生物活动；细胞核生命活动所需ATP是由细胞质供给的，这体现了核质间的能量关系。
细胞内ATP的含量很少，又不断通过各种生命活动大量消耗，但ATP的含量很稳定，因为ATP与ADP之间的转化非常迅速，通过这种转化而实现储能、放能，而且总处在不停地动态平衡中。这是生命系统稳定性的具体表现之一。
植物、动物、细菌和真菌等生物的细胞内都具有ATP与ADP相互转化的能量供应机制，这从一个侧面说明生物界具有统一性，也反映了种类繁多的生物有着共同的起源。
练习：1、判断对错：
（1）蓝藻细胞中有的线粒体、叶绿体分别通过有氧呼吸、光合作用产生ATP（）
（2）小麦根尖成熟区细胞能产生ATP的结构有线粒体、细胞质基质（）
（4）在有氧和无氧的条件下，活细胞的细胞质基质中都能形成ATP（）
（5）ATP与ADP相互转化，使生物体内的各项反应能在常温常压下快速顺利地进行（）
（6）细胞耗能是总是与ATP水解的反应相联系，细胞释放能量时总是伴随ATP的合成（）
2、在叶绿体中，[H]和ADP的运动方向是（）
A、[H]和ADP同时由类囊体的薄膜向叶绿体基质运动
B、[H]和ADP同时由叶绿体基质向类囊体的薄膜运动
C、[H]由类囊体的薄膜向叶绿体基质运动，ADP的运动方向正好相反
D、ADP由类囊体的薄膜向叶绿体基质运动，[H]的运动方向正好相反
3、下列关于人体内ATP的叙述中，错误的是（）
A、ATP有提供能量和改善患者新陈代谢状况的作用
B、在线粒体中大量产生ATP时，一定伴随着氧气的消耗
C、在生命活动旺盛的细胞中，线粒体和ATP的含量都较多
D、细胞内各种形式的能量转换都是以ATP为中心环节的
4、细胞中不存在ADP的场所包括（）
A、线粒体基质B、细胞质基质
C、叶绿体外膜D、细胞核内容物
5、下列有关植物细胞中ATP的叙述中，正确的是（）
A、能产生ATP的细胞器只有线粒体
B、ATP在细胞中含量很多才能满足生命活动的顺利进行
C、ATP与ADP的相互转化是可逆反应
D、远离腺苷的高能磷酸键中的能量可以来自化学能或光能
6、生物体内不产生ATP的过程是（）
A、光反应B、暗反应C、有氧呼吸D、无氧呼吸
7、下列过程能使ADP含量增加的是（）
A、消化道内蛋白质的消化
B、线粒体内的[H]与02结合
C、水在光下分解
D、细胞分裂时纺锤丝的收缩
2．2ATP的利用
ATP主要为肌肉收缩、神经传导、生物电、合成和分泌、主动运输、胞吐和胞吞、暗反应中C3的还原等生命活动提供能量。细胞内各种形式的能量转换都是以ATP为中心环节的，即ATP中的能量可转化为多种形式的能量，包括渗透能、机械能、电能、化学能、光能、热能。
在细胞内的化学反应中，吸能反应（耗能反应）一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。也就是说，能量通过ATP分子在吸能反应与放能反应之间循环流通。因此可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“通货”。
练习：1、萤火虫的尾部能发光，其光能由（）
A、电能转变而来B、ATP转化成ADP时释放的化学能转变而来
C、热能转变而来D、有机物进行氧化分解释放的机械能转变而来
2、据报道，汶川地震中一小女孩在被困100小时后获救。在这100小时当中，她生命活动所需的能量直接来自于（）
A、糖类B、脂肪C、ATPD、蛋白质
3、判断对错：硝化细菌各项生命活动所需能量，直接来自于体外无机物氧化释放的化学能（）
3．ATP与葡萄糖
在储存能量方面，ATP与葡萄糖相比，具有以下不同与联系：
（1）ATP分子中含有的化学能比葡萄糖的少。1mol葡萄糖彻底氧化分解，能释放出_______的能量，而高能磷酸键水解时释放能量达__________。所以一分子ATP转化为ADP时释放的化学能大约只是一分子葡萄糖的____________。
（2）ATP分子中所含的是________的化学能，而葡萄糖分子中所含的是_____的化学能。葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞利用。
（3）1mol的葡萄糖彻底氧化分解，释放的能量中有1161kJ储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失。
1mol的葡萄糖在分解成乳酸以后,只释放出196.65kJ的能量，其中只有61.08kJ的能量储存在ATP中，近69%的能量以热能的形式散失。
练习：1、同样是储存能量的分子，ATP与葡萄糖具有不同的特点。下列关于ATP的叙述正确的是（）
A、ATP分子中含有的化学能比葡萄糖多
B、ATP分子中所含的是稳定的化学能
C、1分子ATP转化为ADP时释放的化学能大约只是1分子葡萄糖所含能量的1/94
D、细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，不是生物界的共性
2、分解葡萄糖的有氧呼吸，其能量转换效率大约是多少？这些能量大约能使多少个ADP转化为ATP？
3、某植物非绿色器官，当外界O2浓度为9%时，CO2释放量相对值为0.6，O2的吸收量为0.4，则产生的ATP的量，无氧呼吸相当于有氧呼吸的多少倍？
4、与ATP有关实验题
A、ATP中远离A的P容易脱离B、部分32P标记的ATP是重新合成的
C、ATP是细胞内的直接能源物质D、该过程中ATP既有合成又有分解
甲
加入2mLATP溶液，试管中又出现黄色荧光
乙
加入2mL葡萄糖溶液，试管中不出现黄色荧光
由此分析得出的正确结论是（）
A、葡萄糖不是能源物质B、萤火虫发光不需要消耗能量
C、ATP是直接能源物质D、葡萄糖氧化分解可产生ATP
5、ATP系统的动态平衡
6、其他高能磷酸化合物
在动物和人体细胞（特别是肌细胞）内，除了ATP外，其他的高能磷酸化合物还有磷酸肌酸（可用C～P代表）。磷酸肌酸的结构式是：
对于动物和人体细胞来说，磷酸肌酸只是能量的一种储存形式，而不能直接被利用。由此可见，对于动物和人体细胞来说，磷酸肌酸在能量释放、转移和利用之间起着缓冲的作用，从而使细胞内ATP的含量能够保持相对的稳定，ATP系统的动态平衡得以维持。
7、ATP的利用
ATP中的能量可以直接转化成其他各种形式的能量，用于各项生命活动。这些能量的形式主要有以下6种。
渗透能细胞的主动运输是逆浓度梯度进行的，物质跨膜移动所做的功消耗了能量，这些能量叫做渗透能，渗透能来自ATP。
机械能细胞内各种结构的运动都是在做机械功，所消耗的就是机械能。例如，肌细胞的收缩，草履虫纤毛的摆动，精子鞭毛的摆动，有丝分裂期间染色体的运动，腺细胞对分泌物的分泌等，都是由ATP提供能量来完成的。
电能大脑的思考──神经冲动在神经纤维上的传导，以及电鳐、电鳗等动物体内产生的生物电等，它们所做的电功消耗的就是电能。电能是由ATP提供的能量转化而成的。
化学能细胞内物质的合成需要化学能，如小分子物质合成为大分子物质时，必须有直接或间接的能量供应。另外，细胞内物质在分解的开始阶段，也需要化学能来活化，成为能量较高的物质（如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖）。可以说在细胞内的物质代谢中，到处都需要由ATP转化而来的化学能做功。
光能生物体用于发光的能量直接来自ATP，如萤火虫的发光。
热能有机物的氧化分解释放的能量，一部分用于生成ATP，大部分转化为热能通过各种途径向外界环境散发，其中一小部分热能作用于体温。通常情况下，热能的形成往往是细胞能量转化和传递过程中的副产品。此外，ATP释放的能量中，一部分能量也能用于动物的体温的提升和维持。
ATP与能量
（2）在ATP的形成与分解时都涉及到能量，但两者能量的性质有差异。
8、关于能量：
1、高能磷酸化合物——ATP和磷酸肌酸
2、生物体的直接供能物质——ATP
3、生物体内的能源物质——糖类、脂肪、蛋白质
4、生物体内的主要能源物质——糖类
5、生物体中主要的储能物质——脂肪（大多植物细胞储能物质为淀粉）
6、动物体内的暂时储能物质——糖元（肝糖元、肌糖元）
7、生物界的最终能源——太阳能
8、ATP高能磷酸键中的能量——活跃化学能
9、糖类、脂肪、蛋白质化学健中的能量——稳定化学能
9．认识误区
误区一：ATP是生物体内唯一的高能磷酸化合物
高能磷酸化合物是指水解时释放的能量在20．92kJ/mol（千焦每摩）以上的磷酸化合物。由于ATP水解时释放的能量高达30．54kJ/mol，因此，ATP属高能磷酸化合物。但ATP并不是生物体内唯一的高能磷酸化合物，ADP、磷酸肌酸等也是高能磷酸化合物。
误区二：不同途径形成的ATP的用途相同
ATP的形成途径主要包括：一是利用细胞呼吸（包括有氧呼吸和无氧呼吸）中释放的能量合成；二是进行光合作用的生物利用光能在一定条件下形成。两种不同途径形成的ATP的用途并不相同：细胞呼吸产生的ATP可用于主动运输、肌细胞收缩、物质合成、生物发电、发光及大脑思考等除光合作用以外的多项生命活动；光合作用光反应阶段产生的ATP只能用于光合作用暗反应而不能用于其他生命活动。
误区三：生命活动所利用的能量全部来自于ATP水解
误区四：只有ATP中含有活跃的化学能
ATP含有活跃的化学能，但不是含有活跃化学能的唯一物质，如植物体内光反应阶段生成的NADPH（还原型辅酶Ⅱ）中也含有活跃的化学能，可与ATP一道提供暗反应阶段所需的能量。（来自网络）