Преобразование углекислого газа в глюкозу в ходе темновой фазы фотосинтеза происходит в результате ряда ферментативных реакций. 1 Этот процесс получил название цикла Кальвина — по имени его первооткрывателя. 2

Первая реакция темновой фазы — присоединение CO2 (карбоксилирование) к 1,5-рибулезобифосфату (РиБФ). 4 В результате карбоксилирования образуется неустойчивое шестиуглеродное соединение, которое в результате гидролиза распадается на две трёхуглеродные молекулы фосфоглицериновой кислоты (ФГК) — первый продукт фотосинтеза. 4

Далее из ФГК образуется трёхуглеродный сахар (глицеральдегидфосфат) триозофосфат (ТФ), включающий уже альдегидную группу (-CHO). 4 На данную реакцию затрачивается энергия АТФ и восстановительная сила НАДФ·H2. 4

После этого большая часть триозофосфата затрачивается на регенерацию рибулозобифосфата (РиБФ), который снова используется для связывания CO2. 4 Регенерация включает в себя ряд идущих с затратой АТФ реакций, в которых участвуют сахарофосфаты с количеством атомов углерода от 3 до 7. 4

В результате из двух трёхуглеродных молекул образуется одна шестиуглеродная молекула глюкозы. 1 Для синтеза одной молекулы глюкозы (С6Н12O6) необходимо 6 молекул СО2, 18 молекул АТФ и 24 протона. 1