Mensen zijn niet de enigen die van koolhydraten houden. Planten hebben ze ook nodig om te overleven, en koolhydraten zijn een belangrijke energiebron. Tijdens fotosynthese combineren planten water met koolstofdioxide en zonlicht om koolhydraten te maken. Fotosynthese bestaat uit twee delen: de lichtafhankelijke reacties en de lichtonafhankelijke reacties of donkerreacties.
De Calvincyclus is een donkere reactie omdat er geen zonlicht voor nodig is. Hoewel het overdag kan gebeuren, heeft dit proces geen energie van de zon nodig om te werken. Andere namen voor de Calvin-cyclus zijn de Calvin-Benson-cyclus, lichtonafhankelijke reactie, koolstoffixatie en C3 pad.
Tijdens de Calvin-cyclus vangt de plant koolstofdioxide op, dat reageert met de suiker, ribulosebifosfaat - RuBP - om een suiker met zes koolstofatomen te maken. Vervolgens wordt deze suiker met zes koolstofatomen afgebroken met behulp van het enzym RuBisCO om twee moleculen van 3-fosfoglycerinezuur of 3PGA te maken. Vervolgens zetten adenosinetrifosfaat, ATP en nicotinamide-adenine-dinucleotide-fosfaatwaterstof, genaamd NADPH, het 3PGA om in glyceraldehyde-3-fosfaat, afgekort als G3P. Een deel van de G3P wordt RuBP, zodat de cyclus opnieuw kan beginnen. Een ander deel van G3P helpt bij het maken van fructosedifosfaat, dat koolhydraten zoals glucose of sucrose kan worden.
Het eindproduct van de Calvin-cyclus is een eenvoudige suiker. Deze suiker kan een koolhydraat worden, zoals zetmeel, een essentiële energiebron voor planten. De planten kunnen bijvoorbeeld glucose transporteren om belangrijke processen uit te voeren, zoals het helpen van de ademhaling om energie vrij te maken. Ze kunnen ook glucose omzetten voor opslagdoeleinden of het gebruiken als bouwsteen om groter te worden.
De hoeveelheid koolstofdioxide waartoe de plant toegang heeft, heeft invloed op de Calvin-cyclus. Een hogere concentratie kooldioxide betekent dat de snelheid van het fotosyntheseproces kan toenemen. Daarnaast heeft de temperatuur invloed op de cyclus. Omdat het enzymen nodig heeft, zal een te hoge of te lage temperatuur het beïnvloeden.
Melvin Calvin, een Amerikaanse chemicus, ontdekte de Calvincyclus. Later won hij in 1961 de Nobelprijs voor de Scheikunde. Tijdens zijn werk aan de University of California, Berkeley, gebruikte hij een koolstof-14-isotoop om het fotosyntheseproces in planten te begrijpen. Deze radioactieve isotoop hielp hem te bepalen hoe de lichtonafhankelijke reactie werkt in eencellige algen.