Sokerin (yksinkertainen hiilihydraatti) aineenvaihdunta on klassinen esimerkki monista soluprosesseista, jotka käyttävät ja tuottavat energiaa. Elävät olennot käyttävät sokeria pääasiallisena energianlähteenä, koska sokerimolekyyleihin on varastoitunut paljon energiaa niiden sidoksiin. Yksinkertaisen sokerin, glukoosin, hajoamista kuvaa yhtälö:
Kulutetut hiilihydraatit ovat peräisin fotosynteettisistä eliöistä, kuten kasveista (kuva). Fotosynteesin aikana kasvit käyttävät auringonvalon energiaa muuttaakseen hiilidioksidikaasun (CO2) sokerimolekyyleiksi, kuten glukoosiksi (C6H12O6). Koska tähän prosessiin liittyy suuremman, energiaa varastoivan molekyylin syntetisointi, sen eteneminen edellyttää energian syöttöä. Glukoosin synteesiä kuvataan tällä yhtälöllä (huomaa, että se on edellisen yhtälön käänteinen):
Fotosynteesin kemiallisten reaktioiden aikana energiaa saadaan erittäin korkeaenergisen ATP-molekyylin eli adenosiinitrifosfaatin muodossa, joka on kaikkien solujen ensisijainen energiavaluutta. Aivan kuten dollaria käytetään valuuttana tavaroiden ostamiseen, solut käyttävät ATP-molekyylejä energiavaluuttana välittömän työn suorittamiseen. Sokeria (glukoosia) varastoidaan tärkkelyksenä tai glykogeenina. Tällaiset energiaa varastoivat polymeerit hajotetaan glukoosiksi, jotta saadaan ATP-molekyylejä.
Aurinkoenergiaa tarvitaan glukoosimolekyylin syntetisointiin fotosynteesin reaktioissa. Fotosynteesissä auringon valoenergia muunnetaan aluksi kemialliseksi energiaksi, joka varastoituu ajallisesti energiankantajamolekyyleihin ATP ja NADPH (nikotiiniamidiadeniinidinukleotidifosfaatti). ATP:hen ja NADPH:hen varastoitunut energia käytetään myöhemmin fotosynteesissä yhden glukoosimolekyylin muodostamiseen kuudesta hiilidioksidimolekyylistä. Tämä prosessi vastaa aamiaisen syömistä aamulla, jolloin keho saa energiaa, jota se voi käyttää myöhemmin päivällä. Ihanteellisissa olosuhteissa yhden glukoosimolekyylin syntetisointiin tarvitaan 18 ATP-molekyylin energiaa fotosynteesin reaktioiden aikana. Glukoosimolekyylejä voidaan myös yhdistää ja muuntaa muunlaisiksi sokereiksi. Kun sokereita kulutetaan, glukoosimolekyylit kulkeutuvat lopulta elimistön jokaiseen elävään soluun. Solun sisällä kukin sokerimolekyyli hajoaa monimutkaisen kemiallisten reaktioiden sarjan kautta. Näiden reaktioiden tavoitteena on kerätä sokerimolekyyleihin varastoitunut energia. Kerätystä energiasta valmistetaan korkeaenergisiä ATP-molekyylejä, joita voidaan käyttää työn tekemiseen ja monien solun kemiallisten reaktioiden käynnistämiseen. Energiamäärä, joka tarvitaan yhden glukoosimolekyylin valmistamiseen kuudesta hiilidioksidimolekyylistä, on 18 molekyyliä ATP:tä ja 12 molekyyliä NADPH:ta (joista kukin vastaa energeettisesti kolmea molekyyliä ATP:tä), eli yhden glukoosimolekyylin synteesiin tarvitaan yhteensä 54 molekyyliekvivalenttia. Tämä prosessi on perustavanlaatuinen ja tehokas tapa, jolla solut tuottavat tarvitsemansa molekyylienergian.
