糖類(lèi)的合成代謝中，簡(jiǎn)單的有機(jī)酸可以被轉(zhuǎn)化為單糖（如葡萄糖），然后單糖再聚合在一起形成多糖（如淀粉）。從包括丙酮酸鹽、乳酸鹽、甘油、3-磷酸甘油酸和氨基酸在內(nèi)的化合物來(lái)生成葡萄糖的過(guò)程被稱(chēng)為糖異生。糖異生將丙酮酸鹽通過(guò)一系列的中間物轉(zhuǎn)化為葡萄糖-6-磷酸，其中的許多中間物可以與糖酵解過(guò)程共享。然而，糖異生過(guò)程不是簡(jiǎn)單的糖酵解過(guò)程的逆反應(yīng)，其中多個(gè)步驟是由不在糖酵解中發(fā)揮作用的酶來(lái)催化的。這樣就使得葡萄糖的合成和分解可以被分別調(diào)控，以防止這兩個(gè)途徑進(jìn)入無(wú)效循環(huán)（futile cycle）。

雖然脂肪是通用的儲(chǔ)存能量的方式，但在脊椎動(dòng)物，如人類(lèi)中，儲(chǔ)存的脂肪酸不能通過(guò)糖異生作用而被轉(zhuǎn)化為葡萄糖，因?yàn)檫@些生物體無(wú)法將乙酰輔酶A轉(zhuǎn)變?yōu)楸猁}（植物具有必要的酶，而動(dòng)物則沒(méi)有）。 因此，在長(zhǎng)期饑餓后，脊椎動(dòng)物需要從脂肪酸來(lái)制造酮體來(lái)代替組織中的葡萄糖，因?yàn)橄衲X這樣的組織不能夠代謝脂肪酸。在其它生物體，如植物和細(xì)菌中，由于存在乙醛酸循環(huán)，可以跳過(guò)檸檬酸循環(huán)中的脫羧反應(yīng)，使得乙酰輔酶A可以被轉(zhuǎn)化為草酰乙酸鹽醫(yī)學(xué)教|育網(wǎng)搜集整理，而草酰乙酸鹽可以被用于葡萄糖的生產(chǎn)，因此解決了脊椎動(dòng)物中存在的這一代謝問(wèn)題。

多糖和聚糖是通過(guò)逐步加入單糖來(lái)合成的，加入單糖的過(guò)程是由糖基轉(zhuǎn)移酶將糖基從一個(gè)活化的糖-磷酸供體（如尿苷二磷酸葡萄糖）上轉(zhuǎn)移到作為受體的羥基（位于延長(zhǎng)中的多糖鏈）上。由于糖環(huán)上的任一羥基都可以作為受體，因此多糖鏈可以是直鏈結(jié)構(gòu)，也可以含有多個(gè)支鏈。這些生成的多糖自身可以具有結(jié)構(gòu)或代謝功能，或者可以在寡糖鏈轉(zhuǎn)移酶的作用下被轉(zhuǎn)接到脂類(lèi)和蛋白質(zhì)上（即糖基化作用）。