Dunkelreaktionen treten im Stroma der Chloroplasten einer Pflanzenzelle auf. Das Stroma ist der Raum, der die Thylakoidmembranen umgibt, die für die Lichtreaktionen der Photosynthese verantwortlich sind. Sowohl Licht- als auch Dunkelreaktionen sind für die Photosynthese notwendig, um Glukose zu produzieren.
Dunkelreaktionen können in Gegenwart oder Abwesenheit von Licht auftreten. Diese Reaktionen nutzen die bei den Lichtreaktionen erzeugte Energie, um Kohlendioxid im Calvin-Zyklus zu verarbeiten. Lichtreaktionen nehmen die Energie des Sonnenlichts auf und wandeln sie in die chemische Energie um, die für den Calvin-Zyklus notwendig ist. Chlorophyll und andere Pigmente in den Thylakoidmembranen fangen während der Lichtreaktionen Licht aus dem roten und blauen Spektrum der Sonnenstrahlen ein. Das Licht aus dem grünen Spektrum wird reflektiert und verleiht der Pflanze ihre grüne Farbe.
Ein Teil der Glukose, die durch die Dunkelreaktionen der Photosynthese produziert wird, wird von der Pflanze verwendet. Die Glukose, die die Pflanze nicht verbraucht, wird im Gewebe der Pflanze gespeichert. Tiere fressen die Pflanzen und nehmen die zusätzlich gespeicherte Glukose auf. Die Glukose wird sowohl von Pflanzen als auch von Tieren verwendet, um während der Zellatmung Energie für zelluläre Prozesse zu produzieren. Neben Energie produziert die Zellatmung auch Kohlendioxid und Wasser, die für den Prozess der Photosynthese notwendige Bestandteile sind.
