केवल मनुष्य ही नहीं हैं जो कार्बोहाइड्रेट पसंद करते हैं। जीवित रहने के लिए पौधों को भी उनकी आवश्यकता होती है, और कार्ब्स एक महत्वपूर्ण ऊर्जा स्रोत हैं। प्रकाश संश्लेषण के दौरान, पौधे कार्बन डाइऑक्साइड और सूर्य के प्रकाश के साथ पानी मिलाकर कार्बोहाइड्रेट बनाते हैं। प्रकाश संश्लेषण के दो भाग होते हैं: प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रियाएं और प्रकाश-स्वतंत्र प्रतिक्रियाएं या अंधेरे प्रतिक्रियाएं।
केल्विन चक्र एक काली प्रतिक्रिया है क्योंकि इसे सूर्य के प्रकाश की आवश्यकता नहीं होती है। हालांकि यह दिन के दौरान हो सकता है, इस प्रक्रिया को काम करने के लिए सूर्य से ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है। केल्विन चक्र के अन्य नामों में केल्विन-बेन्सन चक्र, प्रकाश-स्वतंत्र प्रतिक्रिया, कार्बन निर्धारण और सी शामिल हैं।3 मार्ग।
केल्विन चक्र के दौरान, संयंत्र कार्बन डाइऑक्साइड को पकड़ लेता है, जो चीनी के साथ प्रतिक्रिया करता है, राइबुलोज बिस्फोस्फेट - आरयूबीपी - एक छह-कार्बन चीनी बनाने के लिए। इसके बाद, यह छह-कार्बन चीनी 3-फॉस्फोग्लिसरिक एसिड, या 3PGA के दो अणु बनाने के लिए एंजाइम RuBisCO की मदद से टूट जाती है। फिर, एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट, एटीपी और निकोटीनमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड फॉस्फेट हाइड्रोजन, जिसे एनएडीपीएच कहा जाता है, 3PGA को ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट में परिवर्तित करता है, जिसे G3P के रूप में संक्षिप्त किया जाता है। G3P का एक हिस्सा RuBP बन जाता है, जिससे चक्र फिर से शुरू हो सकता है। G3P का एक अन्य भाग फ्रुक्टोज डाइफॉस्फेट बनाने में मदद करता है, जो ग्लूकोज या सुक्रोज जैसे कार्बोहाइड्रेट बन सकता है।
केल्विन चक्र का अंतिम उत्पाद एक साधारण चीनी है। यह चीनी स्टार्च जैसे कार्बोहाइड्रेट बन सकती है, जो पौधों के लिए एक महत्वपूर्ण ऊर्जा स्रोत है। उदाहरण के लिए, पौधे ग्लूकोज को महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं जैसे कि ऊर्जा मुक्त करने के लिए श्वसन की सहायता करने के लिए परिवहन कर सकते हैं। वे भंडारण उद्देश्यों के लिए ग्लूकोज को भी परिवर्तित कर सकते हैं या इसे बड़ा होने के लिए बिल्डिंग ब्लॉक के रूप में उपयोग कर सकते हैं।
कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा जो पौधे तक पहुँच सकती है, केल्विन चक्र को प्रभावित करती है। कार्बन डाइऑक्साइड की उच्च सांद्रता का अर्थ है कि प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया की दर बढ़ सकती है। इसके अलावा, तापमान चक्र को प्रभावित करता है। चूंकि इसमें एंजाइमों की आवश्यकता होती है, एक तापमान जो या तो बहुत अधिक या बहुत कम होता है, उसे प्रभावित करेगा।
एक अमेरिकी रसायनज्ञ मेल्विन केल्विन ने केल्विन चक्र की खोज की। बाद में उन्होंने रसायन विज्ञान में 1961 का नोबेल पुरस्कार जीता। कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले में काम करते हुए, उन्होंने पौधों में प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया को समझने के लिए कार्बन -14 समस्थानिक का उपयोग किया। इस रेडियोधर्मी समस्थानिक ने उन्हें यह निर्धारित करने में मदद की कि प्रकाश-स्वतंत्र प्रतिक्रिया एकल-कोशिका वाले शैवाल में कैसे काम करती है।