1,5-二磷酸核酮糖

植物體內的酶用1,5-二磷酸核酮糖作為底物來固定二氧化碳，生成六碳磷酸鹽，這種高度不穩定的中間產物最終分解為兩分子的甘油3磷酸。

Calvin 循環：在電子傳遞及偶聯的磷酸化作用後，產生了高能化合物ATP 和NADPH，但還必須經過碳反應階段才能將活躍的化學能轉換為穩定的化學能，儲存在有機物中。而碳素同化的最終目的，就是將大氣中的CO2 還原為糖類物質。1946~1953 年，Calvin 和Benson 以小球藻為原料,利用14C 標記物系統地闡明瞭光合作用碳同化的途徑。整個CO2 同化過程可劃分為3 個階段：羧化、還原和再生。由於該反應是循環往復的，所以被稱為Calvin 循環。

①羧化階段：

固定CO2 的是五碳化合物RuBP（1，5-二磷酸核酮糖）。RuBP 先是形成一種烯二醇中間產物，後與CO2 反應生成一不穩定的六碳化合物（2’-羧基-3-酮基-D-阿拉伯醇-1，5-二磷酸）。C-C 鍵斷裂，產生一分子PGA（3-磷酸甘油酸）和一個PGA 碳負離子，再經質子化可得兩分子PGA。這個反應是由R ubisco（1，5-二磷酸核酮糖羧化酶）催化的。

②還原階段：羧化階段所產生的只是有機酸，其能量還沒有達到糖的級別，因此必須藉助儲存於ATP 和NADPH 的能量。在3-磷酸甘油酸激酶和3-磷酸甘油醛脱氫酶的作用下，PGA 發生如下反應：3-磷酸甘油酸1，3-二磷酸甘油酸甘油醛-3-磷酸部分3-磷酸甘油醛還需轉化為6-磷酸果糖。

③再生階段：還原階段已完成了能量儲存，這個階段是在轉酮醇酶和醛縮酶等的作用下完成RuBP 的再生。 ^[2]