Die enzymatischen Reaktionen des Calvin-Zyklus finden während der Photosynthese im Stroma des Chloroplasten statt. Obwohl der Calvin-Zyklus manchmal auch als Dunkelreaktion bezeichnet wird, ist dies ein wenig irreführend, da der Calvin Zyklus beruht indirekt auf Licht. Der Zyklus ist nach Melvin Calvin benannt, dem Wissenschaftler, der die Reaktion entdeckt hat.
Der Calvin-Zyklus bezieht sich auf den Stoffwechselweg in Pflanzen, bei dem Kohlendioxid zu einem Kohlenhydrat verarbeitet wird. Es spielt eine Schlüsselrolle bei der Photosynthese. Während dieser Reaktion verwendet der Zyklus Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid-Phosphat oder NADPH2 für die Elektronen, die bei der Zuckerherstellung benötigt werden, und Adenosintriphosphat oder ATP als Energiequelle. Der Calvin-Zyklus ist in drei Hauptphasen unterteilt: eine Carboxylierungsphase, eine Reduktionsphase und eine Regenerationsphase.
Während der Carboxylierungsphase diffundiert Kohlenstoff in das Stroma der Pflanzen und wird dann durch die Carboxylierung der Verbindung Ribulose 1,5-Biphosphat fixiert. Darauf folgt die Reduktionsphase, in der 3-Phosphoglycerat reduziert wird, um die Synthese von Hexosezucker zu beginnen. In der letzten Regenerationsphase wird das restliche Zuckerphosphat in Ribulose 1,5-Biphospat umgewandelt, damit der Kreislauf fortgesetzt werden kann. Pflanzen, die den Calvin-Zyklus zur Synthese von Lebensmitteln nutzen, werden auch als C3-Pflanzen bezeichnet, da ein 3-Kohlenstoff-Molekül das erste stabile Produkt der Reaktion ist.
