De eenvoudigste koolhydraten zijn monosacchariden, of eenvoudige suikers. Monosacchariden bestaan uit een ring (of een keten) van koolstofatomen waaraan waterstof- en zuurstofatomen zijn verbonden. De verhouding koolstof/waterstof/zuurstof is in alle monosachariden hetzelfde. Het aantal koolstofatomen in het molecuul, en de configuratie van alle atomen, bepaalt welk type enkelvoudige suiker het is.

Het onmiddellijke product van fotosynthese is een monosacharide genaamd glucose; andere voorbeelden van monosachariden zijn fructose en galactose. In de plant worden monosacchariden gebruikt als energiebron, of als bouwstenen voor grotere moleculen.

De suiker waarmee we allemaal het meest vertrouwd zijn, is sucrose. Sucrose is een disacharide; de “di-” geeft aan dat het is opgebouwd uit twee enkelvoudige suikers (in dit geval, glucose en fructose.) De belangrijkste commerciële bronnen van sucrose zijn suikerriet en suikerbieten.

Polysachariden zijn opgebouwd uit een aantal monosachariden die aan elkaar zijn gebonden. We zeiden hierboven dat monosacchariden worden gebruikt als bouwstenen om grotere moleculen te maken en polysacchariden zijn voorbeelden van deze grotere moleculen.

De twee belangrijkste polysacchariden in planten zijn zetmeel en cellulose. Zowel zetmeelmoleculen als cellulosemoleculen bestaan uit lange ketens die duizenden glucosemoleculen bevatten die aan elkaar vastzitten. Het verschil tussen zetmeel en cellulose ligt in de wijze waarop de glucosemoleculen aan elkaar zijn gehecht. Deze verschillende configuratie van moleculen verklaart de zeer verschillende eigenschappen van zetmeel en cellulose.

Zetmeel wordt vooral gebruikt als opslag voor overtollige voedselreserve (suikers) en wordt in de meeste planten gevonden. Veel bekende voedingsmiddelen zijn opslagstructuren voor zetmeel, waaronder witte of “Ierse” aardappelen (opgezwollen stengeltoppen) en zoete aardappelen (opgezwollen wortels). Zetmeel komt ook veel voor in het endosperm (opslagweefsel) van monocote zaden en sommige dicote zaden; dit zetmeel levert een kant-en-klare energiebron voor het ontkiemende embryo. Voorbeelden van met zetmeel gevulde zaden zijn granen zoals tarwe en haver.

Cellulose, zoals u zich zult herinneren van onze eerdere bespreking, wordt hoofdzakelijk gebruikt voor structurele ondersteuning. In tegenstelling tot zetmeelmoleculen, zodra de glucosemoleculen in cellulosemoleculen worden gebonden, zijn zij niet meer beschikbaar als voedselbronnen voor of de plant of ons.

Cellulose is zeer resistent tegen afbraak. Zeer weinig organismen zijn in staat cellulose te verteren of af te breken, zoals bacteriën, schimmels en andere micro-organismen, zilvervisjes en nog enkele andere. Toch is cellulose een belangrijk bestanddeel van een gezond menselijk dieet; het is een belangrijk bestanddeel van wat algemeen bekend staat als voedingsvezels.