Mennesker er ikke de eneste, der elsker kulhydrater. Planter har også brug for dem for at overleve, og kulhydrater er en vigtig energikilde. Under fotosyntese kombinerer planter vand med kuldioxid og sollys for at fremstille kulhydrater. Der er to dele til fotosyntese: de lysafhængige reaktioner og de lysuafhængige reaktioner eller mørke reaktioner.
Calvin-cyklussen er en mørk reaktion, fordi den ikke har brug for sollys. Selvom det kan ske i løbet af dagen, kræver denne proces ikke energi fra solen for at arbejde. Andre navne på Calvin-cyklussen inkluderer Calvin-Benson-cyklussen, lysuafhængig reaktion, kulstoffiksering og C3 sti.
I løbet af Calvin-cyklussen fanger planten kuldioxid, der reagerer med sukkeret, ribulosebisphosphat - RuBP - for at fremstille et seks-kulstofsukker. Dernæst nedbrydes dette seks-kulstof sukker ved hjælp af enzymet RuBisCO til at fremstille to molekyler af 3-phosphoglycerinsyre eller 3PGA. Derefter omdanner adenosintriphosphat, ATP og nicotinamid-adenindinucleotidphosphathydrogen, kaldet NADPH, 3PGA til glyceraldehyd-3-phosphat, forkortet G3P. En del af G3P bliver RuBP, så cyklussen kan starte igen. En anden del af G3P hjælper med at skabe fructose diphosphat, som kan blive kulhydrater som glukose eller saccharose.
Det endelige produkt af Calvin-cyklussen er et simpelt sukker. Dette sukker kan blive et kulhydrat såsom stivelse, som er en vital energikilde for planter. For eksempel kan planterne transportere glukose for at udføre vigtige processer såsom at hjælpe åndedræt til at frigive energi. De kan også konvertere glukose til opbevaringsformål eller bruge den som en byggesten til at vokse sig større.
Den mængde kuldioxid, som planten har adgang til, påvirker Calvin-cyklussen. En højere koncentration af kuldioxid betyder, at hastigheden af fotosyntese kan øges. Derudover påvirker temperaturen cyklussen. Da det kræver enzymer, vil en temperatur, der enten er for høj eller for lav, påvirke den.
Melvin Calvin, en amerikansk kemiker, opdagede Calvin-cyklussen. Han vandt senere Nobelprisen i kemi i 1961. Mens han arbejdede på University of California, Berkeley, brugte han en carbon-14 isotop til at forstå fotosyntese processen i planter. Denne radioaktive isotop hjalp ham med at bestemme, hvordan den lysuafhængige reaktion fungerer i encellede alger.