在细胞中ATP的摩尔浓度通常是1-10mM。 ATP可通过多种细胞途径产生。最典型的如在线粒体中通过氧化磷酸化由ATP合成酶合成，或者在植物的叶绿体中通过光合作用合成，或细胞质基质。ATP合成的主要能源为葡萄糖和脂肪酸。每分子葡萄糖先在细胞质基质中由酶催化产生2分子丙酮酸（C3H4O3)同时产生2分子ATP和4个还原性氢，产生的能量可以使2分子ADP与Pi结合生成ATP。最终在线粒体中通过三羧酸循环（或称柠檬酸循环）产生最多32分子ATP。其大致过程是：在线粒体基质中第一步产生的2分子丙酮酸与6分子水结合在酶的催化下产生6分子二氧化碳，20个还原性氢，产生能量可以使2分子ADP与Pi结合生成ATP。最终前两步产生的24个还原性氢与6分子氧气在线粒体内膜结合在酶的催化下产生12个水分子，放出大量能量，产生能量可以使34分子ADP与Pi结合生成ATP。有氧呼吸三个步骤可以使1分子葡萄糖分解产生32个ATP，三步中的酶是不同的酶。
ATP的主要来源-细胞呼吸
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