Die Energie für den Calvin-Zyklus stammt aus Adenosintriphosphat oder ATP, das während der Lichtreaktion der Photosynthese produziert wird. Laut der University of Massachusetts ist die erste Stufe der Photosynthese auch bekannt wandelt als lichtabhängige Reaktion Sonnenlicht in chemische Energie in Form von ATP und NADPH um.
Laut dem University of Cincinnati Clermont College findet die lichtabhängige Reaktion in der Thylakoidmembran von Chloroplasten in der Pflanzenzelle statt. Chlorophyll, das grüne Pigment innerhalb der Membran, und andere Farbpigmente absorbieren jeweils unterschiedliche Wellenlängen des Sonnenlichts in ihre Moleküle. Die Energie wird dann von jedem Antennenpigmentmolekül zum zentralen Chlorophyllmolekül oder Reaktionszentrum übertragen, wo die Photosynthese beginnt. Sobald die Energie das Reaktionszentrum erreicht, fängt ein spezialisiertes Molekül, das als Primärakzeptor bezeichnet wird, ein angeregtes Elektron ein, das die Synthese von NADPH und ATP antreibt.
Als nächstes beginnt der Calvin-Zyklus oder die Dunkelreaktion im Stroma, dem Bereich, der die Thylakoidmembran umgibt. Unter Verwendung des aus der Lichtreaktion erzeugten ATP wird ein Paar von 3-Phosphoglyceraten durch eine Reihe von Reaktionen bewegt, bis sie in zwei Moleküle Glycerinaldehyd-3-phosphat umgewandelt werden. Nachdem mehrere Moleküle Glyceraldehyd-3-phosphat produziert wurden, verbinden sie sich schließlich zu Glukose.
