ATP 与能量的传递

为什么是这样

ATP（アデノシン三リン酸）由腺嘌呤（アデニン）、核糖（リボース）和三个磷酸依次连接而成；腺嘌呤与核糖合称腺苷（アデノシン）。磷酸与磷酸之间的两个连接叫高能磷酸键（高エネルギーリン酸結合），水解时放出的能量比一般的键多。注意 ATP 里的糖是核糖，不是 DNA 的脱氧核糖。

末端磷酸被水解切下，ATP 变成 ADP（アデノシン二リン酸）和磷酸，同时放出能量；反过来，利用呼吸或光合作用得到的能量，可以把磷酸重新接到 ADP 上合成 ATP。ATP 与 ADP 在细胞内不断循环，放能反应的能量经 ATP 交给吸能反应，所以 ATP 被称为「能量的货币」（エネルギーの通貨）。

ATP 不是长期储能物质，它在细胞中的含量不多，却不停地被分解又再生；长期储能靠淀粉、糖原和脂肪。从细菌到人，所有生物都用 ATP 作为直接的能量来源，这也是生物具有共同起源的证据之一。

定量表达

在标准条件下，1 mol ATP 水解为 ADP 和磷酸约放出 30.5 kJ（教材常取约 30 kJ）。结构也可以计数：1 分子 ATP 有 1 个腺嘌呤、1 个核糖、3 个磷酸、2 个高能磷酸键；ADP 只剩 2 个磷酸和 1 个高能磷酸键。

用这两个数可以估算呼吸的能量效率。日本教材按 1 mol 葡萄糖最多生成 38 mol ATP 计，38×30.5≈1160 kJ，除以葡萄糖完全氧化放出的约 2870 kJ，效率约 40%。近年也有按实际约 30～32 mol ATP 计算的说法，效率相应约为三分之一。无论哪种口径，结论相同：只有一部分能量变成 ATP。