La fotosintesi delle piante può essere divisa in due parti. La prima parte richiede che la luce cambi l'energia della luce in energia chimica e le sue reazioni chimiche sono chiamate reazioni dipendenti dalla luce. La seconda parte, che utilizza l'energia chimica creata dalla prima parte per produrre carboidrati vegetali per alimenti vegetali, è costituita da reazioni indipendenti dalla luce. Le reazioni indipendenti dalla luce sono anche chiamate ciclo di Calvino, dopo che il chimico Melvin C. Calvin che vinse il premio Nobel per la chimica nel 1961 dopo aver identificato il processo.

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Le reazioni indipendenti dalla luce della fotosintesi sono le quattro reazioni che si verificano nella parte successiva del processo di fotosintesi. Conosciuto anche come il ciclo di Calvin, i quattro passaggi delle reazioni indipendenti dalla luce o al buio sono fissazione del carbonio, riduzione, formazione di carboidrati e rigenerazione degli enzimi iniziali. Mentre conosciute come reazioni oscure perché non hanno bisogno della luce per procedere, le reazioni si verificano durante il giorno contemporaneamente alle reazioni dipendenti dalla luce perché le reazioni oscure hanno bisogno dei prodotti chimici delle reazioni dipendenti dalla luce come reagenti per i quattro passaggi.
Panoramica del ciclo di Calvin

Il ciclo di Calvin utilizza le sostanze chimiche prodotte durante le reazioni dipendenti dalla luce per fissare l'anidride carbonica e produrre i carboidrati necessari alle piante per sopravvivere. Complessivamente, i precursori chimici contenenti idrogeno dal primo stadio della fotosintesi e l'anidride carbonica vengono cambiati in carboidrati.

Nelle reazioni dipendenti dalla luce, la luce viene assorbita e l'energia viene utilizzata per dividere le molecole d'acqua. Gli ioni idrogeno e gli elettroni risultanti vengono trasferiti in nicotinamide adenina dinucleotide fosfato chimica (NADP ^{+) per produrre nicotinamide adenina dinucleotide fosfato ridotta (NADPH) aggiungendo due elettroni e uno ione idrogeno. Allo stesso tempo, l'adenosina difosfato chimico (ADP) viene modificato in adenosina trifosfato (ATP) aggiungendo un gruppo fosfato. Le nuove sostanze chimiche vengono utilizzate per immagazzinare l'energia assorbita dalla luce e renderla disponibile per il ciclo di Calvin.}

Il ciclo di Calvin utilizza l'idrogeno di NADPH, il carbonio di biossido di carbonio e l'energia di ATP per produrre i carboidrati che la pianta ha bisogno. Durante questo processo, il NADPH e l'ATP vengono ripristinati in NADP ^{+ e ADP in modo che siano nuovamente disponibili per ulteriori reazioni dipendenti dalla luce.
Reattivi e prodotti del ciclo di Calvin}

Il ciclo di Calvin richiede posto all'interno dei cloroplasti delle cellule vegetali. Ogni cellula ha diversi cloroplasti e le cellule che li contengono formano le foglie della pianta. All'interno dei cloroplasti, le reazioni del ciclo di Calvin hanno luogo nello stroma. I reagenti CO _{2, ATP e NADPH avviano le reazioni in quattro fasi che compongono il ciclo di Calvin.}

Il primo passo fissa il carbonio dall'anidride carbonica nell'aria. Gli atomi di carbonio sono attaccati a una molecola di zucchero intermedia. Nella seconda fase, un gruppo fosfato di ATP viene trasferito a un enzima intermedio e gli elettroni di NADPH vengono utilizzati per ridurre lo zucchero intermedio dalla fase 1. Nella terza fase, lo zucchero intermedio reagisce con l'enzima intermedio per formare glucosio, il le piante di carboidrati di base possono usare come cibo. Nella quarta fase, vengono rigenerati i prodotti chimici originali necessari per la reazione. I prodotti di reazione sono glucosio, ADP e NADP ^{+. Gli ultimi due vengono riutilizzati nelle reazioni dipendenti dalla luce.}

Mentre le reazioni del ciclo di Calvin possono aver luogo in assenza di luce, in realtà sono dipendenti dalla luce nelle piante e si verificano durante il giorno. Questa dipendenza deriva dai reagenti richiesti ATP e NADPH, che vengono rapidamente utilizzati dalle reazioni del ciclo di Calvin. I reagenti sono riempiti dalle reazioni dipendenti dalla luce dei prodotti del ciclo di Calvin ADP e NADP ^{+. Il processo completo di fotosintesi si basa su un funzionamento coordinato delle reazioni sia dipendente dalla luce che oscura per produrre carboidrati da luce, acqua e anidride carbonica.}