Karbonhidratları seven sadece insanlar değildir. Bitkiler de hayatta kalmak için onlara ihtiyaç duyar ve karbonhidratlar önemli bir enerji kaynağıdır. Fotosentez sırasında bitkiler, karbonhidratları oluşturmak için suyu karbondioksit ve güneş ışığı ile birleştirir. Fotosentezin iki kısmı vardır: ışığa bağımlı reaksiyonlar ve ışıktan bağımsız reaksiyonlar veya karanlık reaksiyonlar.
Calvin döngüsü karanlık bir reaksiyondur çünkü güneş ışığına ihtiyaç duymaz. Gün içinde gerçekleşebilmesine rağmen, bu işlemin çalışması için güneşten enerji gerektirmez. Calvin döngüsü için diğer isimler arasında Calvin-Benson döngüsü, ışıktan bağımsız reaksiyon, karbon fiksasyonu ve C bulunur.3 patika.
Calvin döngüsü sırasında, bitki, altı karbonlu bir şeker yapmak için şeker, ribuloz bifosfat (RuBP) ile reaksiyona giren karbon dioksiti yakalar. Daha sonra, bu altı karbonlu şeker, iki molekül 3-fosfogliserik asit veya 3PGA yapmak için RuBisCO enziminin yardımıyla parçalanır. Daha sonra, adenosin trifosfat, ATP ve NADPH adı verilen nikotinamid adenin dinükleotit fosfat hidrojen, 3PGA'yı G3P olarak kısaltılan gliseraldehit-3-fosfata dönüştürür. G3P'nin bir kısmı RuBP olur, böylece döngü yeniden başlayabilir. G3P'nin başka bir kısmı, glikoz veya sakaroz gibi karbonhidratlar haline gelebilen fruktoz difosfat oluşturmaya yardımcı olur.
Calvin döngüsünün son ürünü basit bir şekerdir. Bu şeker, bitkiler için hayati bir enerji kaynağı olan nişasta gibi bir karbonhidrat haline gelebilir. Örneğin bitkiler, enerjiyi serbest bırakmak için solunuma yardımcı olmak gibi önemli işlemleri yapmak için glikozu taşıyabilir. Ayrıca glikozu depolama amacıyla dönüştürebilir veya büyümek için bir yapı taşı olarak kullanabilirler.
Bitkinin erişebileceği karbondioksit miktarı Calvin döngüsünü etkiler. Daha yüksek bir karbondioksit konsantrasyonu, fotosentez işleminin hızının artabileceği anlamına gelir. Ek olarak, sıcaklık çevrimi etkiler. Enzim gerektirdiğinden, çok yüksek veya çok düşük bir sıcaklık onu etkileyecektir.
Amerikalı kimyager Melvin Calvin, Calvin döngüsünü keşfetti. Daha sonra 1961 Nobel Kimya Ödülü'nü kazandı. Berkeley'deki California Üniversitesi'nde çalışırken, bitkilerdeki fotosentez sürecini anlamak için bir karbon-14 izotopu kullandı. Bu radyoaktif izotop, tek hücreli alglerde ışıktan bağımsız reaksiyonun nasıl çalıştığını belirlemesine yardımcı oldu.