ATP的生成
ADP与无机磷酸盐结合生成ATP的过程是一个高度吸热的反应。在原核细胞的颗粒中，ATP合成酶位于嵴膜的内表面。原核细胞的颗粒会将ATP水解为磷酸盐和ADP。
ATP合成酶在其多亚基结构中包含三个具有相同催化功能的位点。
在任何特定的时刻，反应的每个步骤都处于不同的状态：
- 磷酸盐和ADP结合在一个位点上。
- ADP和磷酸盐在催化作用下重新结合形成ADP和磷酸盐，同时产生水作为副产物。
- ATP正在从一个部位释放出来，准备让ADP和磷酸盐进入。
ATP的可用性决定了电子传递和底物氧化的过程。
如果空位上没有可供结合的 ADP，那么初级粒子的“茎”就无法与 ADP 的“茎”结合。因此，ATP 合成酶的中心部分无法旋转。这会导致质子在水线（crista）空间中积聚，进而阻止电子传递链进一步交换质子，最终导致电子传递（以及底物氧化）的终止。
ATP的功能和作用
不同的分子是通过 ATP 被运输穿过细胞膜的，ATP 在细胞内执行多种功能。除了为肌肉收缩提供能量外，ATP 还为血液循环、运动以及其他身体功能提供能量。除了能量生产之外，ATP 还是合成细胞生存所需的数千种大分子所必需的。腺苷三磷酸（ATP）充当控制化学反应和传递信息的“开关”。代谢过程依赖于 ATP 分子。
- 每次反应后，ATP分子都是可以回收再利用的。
- 无论是放能反应还是吸能反应，都是由 ATP 分子提供能量的。
- ATP是一种神经递质和细胞外信号分子，既被中枢神经系统也被外周神经系统所利用。
- 与其他能源不同，这种能源可以直接用于不同的代谢过程。而来自其他化学来源的能量在使用之前必须先转化为三磷酸腺苷（ATP）。
- 在代谢过程中，发酵反应、光合作用、光磷酸化、细胞分裂、蛋白质合成、内吞作用、有氧呼吸、外排作用以及细胞运动都会发生。
磷酸肌酸的生成
腺苷二磷酸（ADP）通过磷酸肌酸（CP）转化为腺苷三磷酸（ATP），而磷酸肌酸是肌酸的磷酸化形式。运动过程中ATP会被分解为ADP，但在运动初期这些ADP会再次被重新磷酸化。因此，当肌肉工作时，磷酸肌酸可以被视为肌肉的能量来源。尽管这种能量供应通常量很小，但短时间的运动需要它作为唯一的能量来源来生成ATP。除了肝脏和胰腺外，肾脏也参与肌酸的合成。S-腺苷甲硫氨酸中的甲基基团会与精氨酸中的甘氨酸基团结合，同时甘氨酸中的胍基团也会参与这一过程。肌酸通过特定的转运系统被运输到肌肉和神经细胞中。肌酸激酶这种酶会将肌酸磷酸化为磷酸肌酸。肌肉（主要是骨骼肌）储存了大约95%的肌酸磷酸储备。肌酸与磷酸肌酸的比例为2:1。当肌酸和磷酸肌酸分解时，会产生肌酐，这种物质会通过尿液排出体外。人体必须合成或摄入大约2克的肌酸来补充这种损失。肌酸主要存在于肉类中，但也存在于牛奶和鱼类中。
磷酸肌酸的作用
肌肉细胞将磷酸储存在肌酸磷酸中，这是主要的磷酸储存分子。静息状态下的肌肉中肌酸磷酸的含量远高于ATP，其浓度是ATP的五倍。在急性能量需求时，肌酸激酶会利用肌酸磷酸将ADP磷酸化为ATP。除了精子细胞和感光细胞外，肌酸磷酸对眼睛的功能也至关重要。大脑中的磷酸可能同样作为稳定能量的关键来源。长期以来，人们已经认识到高能磷酸盐在维持细胞膜电位、释放神经递质、调节钙离子平衡、促进神经元凋亡与迁移以及维持神经元存活等方面起着重要作用。像肌酸这样的辅因子是腺苷酸激酶等酶所必需的。基础代谢率（Basal Metabolic Rate，BMR）
在静息状态下，吸热性动物的基础代谢率（BMR）表示其每单位时间消耗的能量。这一指标以能量/时间的单位来衡量，例如瓦特（焦耳/秒）或每分钟毫升氧气、或每千克每小时焦耳（J/kg•h）。为了确保测量的准确性，必须满足一系列严格的标准：动物在物理上不受干扰、处于温度中性环境中，并且没有正在积极消化食物。那些代谢率较慢的动物，如鱼类和爬行动物，其代谢率被称为标准代谢率（SMR）。代谢率的测量需要在与BMR相同的温度下进行，但同时需要记录当时的温度。因此，BMR（基础代谢率）是一种不考虑温度因素的标准代谢率测量方法，这种方法在为许多哺乳动物定义“标准”代谢率时存在问题。人体的新陈代谢包括维持生命所需的各种过程。在休息状态下，身体需要一定的能量来运作，这部分能量被称为基础代谢率。身体通过呼吸、血液循环、调节体温、细胞生成以及大脑和神经系统的活动等过程来维持生命。一个人的基础代谢率决定了他们每天消耗的卡路里数量，以及他们是保持体重、增加体重还是减少体重。大约60%到75%的每日卡路里消耗来自基础代谢率。许多因素会影响基础代谢率。当一个人达到20岁生日时，其体重通常每十年会减少1%到2%，但个体之间的差异可能很大。
人体产生的热量被称为“热生成（thermogenesis）”，其消耗的能量是可以测量的。随着年龄的增长以及瘦体质量的减少（这是衰老过程中的常见现象），身体的基础代谢率（BMR）也会下降。增加肌肉量可以提高基础代谢率。当根据无脂肪体质量进行调整后，研究发现有氧健身水平与基础代谢率并无关联。虽然有氧健身水平是通过心血管锻炼获得的，但它并不会影响基础代谢率。然而，无氧锻炼确实能够增加静息时的能量消耗（参见“有氧运动与无氧运动”的区别）。此外，疾病、之前摄入的食物和饮料、环境温度以及压力水平也会影响一个人的总能量消耗和基础代谢率。