En las reacciones de oscuridad (de la fotosíntesis) que ocurren en el estroma de los cloroplastos, se usa bióxido de carbono y se forma glucosa. Las reacciones de oscuridad pueden ocurrir en presencia de luz, a pesar de que esta no es necesaria. Las reacciones de oscuridad incluyen una serie de reacciones llamadas el ciclo de Calvin. En las reacciones de oscuridad, cada paso está bajo el control de una en zima.
- El bióxido de carbono se une a un compuesto llamado RDP (difosfato de ribulosa) para producir PGA (ácido fosfoglicérico)
- A partir del PGA, y usando el ATP y los hidrógenos (que lleva el NADPH) formados durante las reacciones dependientes de luz, se sintetizan moléculas de un compuesto llamado PGAL (fosfogliceraldehído)
- En otra serie de reacciones, la glucosa se forma del PGAL.
Sólo después del descubrimiento de otros dos azúcares fosforilados, un carbohidrato de cinco átomos de carbono (ribulosa difosfato) y el poco común carbohidrato de siete átomos de carbono (sedoheptulosa monofosfato), comenzó a hacerse la luz acerca del verdadero mecanismo de la fijación del carbono.
Se ha demostrado que; el primer paso en este mecanismo es la reacción entre la ribulosa difosfato (formada en una etapa posterior del ciclo), el dióxido de carbono y el agua para formar dos moléculas de APG. La enzima difosforribulosa carboxidismutasa cataliza esta reacción.
Las dos moléculas de APG se condensan ahora en una hexosa a través de una serie de reacciones que se asemejan a las de la vía glucolítica, sólo que a la inversa. A fin de explicar la regeneración de la pentosa aceptora de CO2, Calvin postuló un proceso cíclico, esquematizado en la Fig. Anterior. Se notará que el ciclo de Calvin es muy similar a la vía de la hexosa monofosfato para la degradación de los carbohidratos, sólo que a la inversa.
Evidencias experimentales obtenidas desde la formulación del ciclo de Calvin respaldan este punto de vista en cuanto a que se trata del proceso principal, si no el único, de producción fotosintética de hexosas en las plantas verdes.