一切化学反应都伴有能量变化，而且遵循热力学定律。自由能降低的反应可自发进行，属于放能反应。自由能升高的反应不能自发进行，属于吸能反应，需输入能量。在生物体内吸能反应所需能量常由ATP直接提供。
【执业】 2．生命活动中能量的直接供体是(2005)
A.三磷酸腺苷
B.脂肪酸
C.氨基酸
D.磷酸肌酸
E.葡萄糖
答案：A
一、ATP循环与高能磷酸键
ATP循环也称为细胞能量循环。ATP由腺嘌呤、核糖和三分子磷酸组成，三分子磷酸之间构成二个磷酸酐键。当磷酸酐键水解或此磷酸基团转移时，释出的自由能比一般的磷酸酯键水解时所释出的自由能多得多，称为高能磷酸键。当体内需能反应进行时，ATP水解成ADP和Pi或AMP和PPi而提供自由能。ADP和Pi再通过氧化磷酸化重新合成ATP，这就构成了ATP循环。
二、ATP的利用
ATP有3个磷酸基，它们形成的二个高能磷酸键都可以利用。最常见的是末端磷酸基被分解和转移，生成ADP。如ATP和6-磷酸果糖在磷酸果糖激酶-1的催化下，ATP的末端磷酸基闭转移至6-磷酸果糖而生成1，6-二磷酸果糖。此外，ATP水解为ADP和Pi释出的能量供离子转运、肌肉收缩和羟化反应等。这时磷酸基团并不出现于反应产物中。有些反应利用ATP的另一个高能磷酸键，生成焦磷酸，这在合成代谢中常可见到。
除ATP以外，体内还有其它的核苷三磷酸，如GTP、UTP、CTP等。它们分别在糖原、蛋白质和磷脂等的生成合成中起着重要的作用，这些核苷三磷酸的生成和补充都有赖于ATP，也即ATP分子的高能磷酸基团经转移后，可生成上述多种核苷三磷酸。
三、其他高能磷酸化合物
含高能磷酸键的化合物主要有四种类型：①磷酸酐；②混合酐；③烯醇磷酸；④磷酸胍类。体内ATP是直接供能的形式，而磷酸胍类高能磷酸键化合物——磷酸肌酸是能量储存的形式，它在肌肉中含量丰富。在静止状态，由糖、脂肪等物质氧化分解生成的ATP，与肌酸在肌酸激酶催化厂，由ATP分解释放能量被肌酸接受转变，成磷酸肌酸(高能磷酸化合物)，储存于肌肉组织中。当肌肉收缩而需要能量时，磷酸肌酸又分解放能，以供ADP磷酸化生成ATP，而本身转变成肌酸。ATP分子中的高能磷酸键是肌肉收缩的直接供能者。
