所有细胞可直接利用的能源物质只有ATP吗

严格意义上来说，这句话是错误的。
atp是细胞内的主要磷酸载体,atp作为细胞的主要供能物质参与体内的许多代谢反应,还有一些反应需要utp或ctp作供能物质,如utp参与糖元合成和糖醛酸代谢,gtp参与糖异生和蛋白质合成,ctp参与磷脂合成过程,核酸合成中需要atp、ctp、utp和gtp作原料合成rna,或以datp、dctp、dgtp和dttp作原料合成dna.
三磷酸腺苷,简称atp,普遍存在于各种细胞中,动植物的各种生命活动如肌肉收缩、神经传导和生物电、植物的生长、矿质元素的吸收等所需能量，均不是由糖类等有机物分解直接供给，而是由atp提供的。因此，只有当各类有机物氧化分解的能量转移到atp的高能磷酸键中，才能为生命的各种生理活动所利用，atp是细胞生理活动的直接供能物质。三磷酸腺苷是由一分子的腺苷（a）与三个磷酸相结合形成的化合物，其结构简式如下：a—p～p～p。atp中的三个磷酸可以依次移去形成二磷酸腺苷（adp）和一磷酸腺苷（amp），同时释放出大量的能量：atp在酶的作用下水解，可生成adp+pi+33.47千焦耳；adp在酶的作用下水解可生成amp+pi+28.03千焦耳。
在一般情况下，高能磷酸键“～”极不稳定，尤其是远离腺苷的那个高能磷酸键，极易断裂，释放能量；也极易形成，储藏能量。因此在活细胞内atp与adp等物质能永无止境地相互转化，为细胞的各种生理活动直接提供能量，atp常被人们称为细胞内能量代谢的“流通货币”。
磷酸肌酸是一种特殊的高能化合物，在平滑肌、骨骼肌、心肌等细胞中大量存在，它虽不能在水解时释放能量为生命活动所需，但在能量代谢中占有举足轻重的地位。例如，atp虽在人体和其它动物细胞中普遍存在，但数量不大，它不是活跃化学能的贮存库。人体肌纤维中atp的含量仅能供应两秒钟的肌肉活动，此时，在酶的作用下，磷酸肌酸中的磷酸基连同能量就一起转移给adp，生成atp和肌酸；当atp含量较多时，在酶的作用下，atp可以将磷酸基连同能量一起转移给肌酸，使肌酸转变为磷酸肌酸。

　

磷酸肌酸激酶
adp+磷酸肌酸============atp+肌酸

　

肌酸激酶
由此可见，磷酸肌酸是高等动物和人体的化学能贮存库，它在能量的释放、转移和利用之间起着缓冲作用，因而使细胞内atp的含量能够保持相对的稳定。若atp为细胞能量代谢的“流通货币”，则磷酸肌酸为细胞能量的“储蓄所”，这种高能化合物只有兑换成“流通货币”后才能发挥作用。
人体各项运动所需的atp分别由三种不同的供能系统供给：第一，atp---磷酸肌酸供能系统，第二、无氧呼吸供能系统，第三，有氧呼吸供能系统。

不见得是这样。有一些反应需要UTP或CTP作供能物质,如UTP参与糖元合成和糖醛酸代谢，GTP参与糖异生和蛋白质合成，CTP参与磷脂合成过程,核酸合成中需要ATP、CTP、UTP和GTP作原料合成RNA，或以dATP、dCTP、dGTP和dTTP作原料合成DNA。
至于为什么大多数情况下都用ATP，可能由于以下几点：
1.
嘌呤和嘧啶从头合成中（就是从小分子逐步合成这样的大分子），嘌呤可能由于反应物甲酸盐或者甘氨酸的浓度大，推动化学反应持续进行的方式，超过了嘧啶的合成。
2.
腺嘌呤在嘧啶合成过程中直接扼住了嘧啶合成的咽喉（嘧啶合成需要四氢叶酸，合成所需的能量离不开CoA和NADH，NADPH等），嘧啶浓度也就会受腺嘌呤浓度所限制了。
3.
缺少羰基氧在分子进化过程中产生了优势（并不太懂酶学，这条其实有待考证）
4.
原始大气氧气浓度低导致的ATP相对于GTP的更易产生。
5.
水解速率快，能快速完成能量转换的任务（最重要的原因）
作者：HY
Zhong
来源：知乎
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