Nie tylko ludzie kochają węglowodany. Rośliny również potrzebują ich do przetrwania, a węglowodany są ważnym źródłem energii. Podczas fotosyntezy rośliny łączą wodę z dwutlenkiem węgla i światłem słonecznym, aby wytworzyć węglowodany. Fotosynteza składa się z dwóch części: reakcji zależnych od światła i reakcji niezależnych od światła lub reakcji ciemności.
Cykl Calvina jest ciemną reakcją, ponieważ nie potrzebuje światła słonecznego. Chociaż może się to zdarzyć w ciągu dnia, proces ten nie wymaga do działania energii słonecznej. Inne nazwy cyklu Calvina obejmują cykl Calvina-Bensona, reakcję niezależną od światła, wiązanie węgla i C3 ścieżka.
Podczas cyklu Calvina roślina wychwytuje dwutlenek węgla, który reaguje z cukrem, bisfosforanem rybulozy – RuBP – tworząc cukier sześciowęglowy. Następnie ten sześciowęglowy cukier rozkłada się za pomocą enzymu RuBisCO, tworząc dwie cząsteczki kwasu 3-fosfoglicerynowego, czyli 3PGA. Następnie trifosforan adenozyny, ATP i wodorofosforan dinukleotydu nikotynamidoadeninowego, zwany NADPH, przekształcają 3PGA w gliceraldehydo-3-fosforan, w skrócie G3P. Część G3P staje się RuBP, więc cykl może rozpocząć się od nowa. Kolejna porcja G3P pomaga tworzyć difosforan fruktozy, który może stać się węglowodanami, takimi jak glukoza lub sacharoza.
Końcowym produktem cyklu Calvina jest cukier prosty. Cukier ten może stać się węglowodanem, takim jak skrobia, która jest niezbędnym źródłem energii dla roślin. Na przykład rośliny mogą transportować glukozę, aby wykonywać ważne procesy, takie jak wspomaganie oddychania w celu uwolnienia energii. Mogą również konwertować glukozę do celów przechowywania lub używać jej jako elementu budulcowego do wzrostu.
Ilość dwutlenku węgla, do której roślina ma dostęp, wpływa na cykl Calvina. Wyższe stężenie dwutlenku węgla oznacza, że tempo procesu fotosyntezy może wzrosnąć. Ponadto temperatura wpływa na cykl. Ponieważ wymaga enzymów, wpłynie na to temperatura, która jest zbyt wysoka lub zbyt niska.
Melvin Calvin, amerykański chemik, odkrył cykl Calvina. Później zdobył Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w 1961 roku. Pracując na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley, wykorzystał izotop węgla-14, aby zrozumieć proces fotosyntezy w roślinach. Ten radioaktywny izotop pomógł mu określić, w jaki sposób reakcja niezależna od światła działa w jednokomórkowych algach.