As células vegetais realizam as reações claras e escuras da fotossíntese, incluindo a síntese do açúcar, glicose, em apenas 30 segundos. Ainda mais surpreendente, as folhas de espinafre expostas a um flash de luz podem formam precursores estáveis de 3 carbonos de glicose em apenas cinco segundos.
Os biólogos dividem a fotossíntese em dois estágios: as reações de luz, que fazem uso direto da luz solar, e as reações de escuridão, que podem ocorrer na ausência de luz. Nas plantas, a fotossíntese ocorre em órgãos especializados chamados cloroplastos, que usam a energia da luz solar para desencadear uma reação da clorofila química. As moléculas de água são divididas durante essa reação, o que gera oxigênio como subproduto. As células vegetais usam esse fluxo de elétrons para criar um gradiente de prótons, que lhes permite gerar o transportador de energia ATP, bem como reduzir NADP a NADPH; isso marca o fim das reações à luz.
As reações sombrias às vezes são chamadas de Ciclo de Calvin, em homenagem a Melvin Calvin, o cientista que as descobriu na década de 1940. Essas reações ocorrem no estoma ou matriz do cloroplasto, ao contrário das reações de luz, que ocorrem ao longo da membrana tilacóide. O cloroplasto usa o ATP e o NADPH gerados nas reações de luz junto com a água para anexar dióxido de carbono a um açúcar chamado bifosfato de ribulose. Seis voltas do Ciclo de Calvin são necessárias para gerar um açúcar de seis carbonos, como a glicose.
