Celulele de plante efectuează reacțiile ușoare și întunecate ale fotosintezei, inclusiv sinteza zahărului, glucoză, în doar 30 de secunde. Chiar mai uimitor, frunzele de spanac sunt expuse la o lumină puternică formează precursori stabile de 3-carbon de glucoză în numai cinci secunde.
Biologii împart fotosinteza în două etape: reacțiile la lumină, care utilizează direct lumina soarelui, și reacțiile întunecate, care pot avea loc în absența luminii. În plante, fotosinteza are loc în organe specializate numite cloroplaste, care folosesc energia în lumina soarelui pentru a declanșa o reacție a clorofilului chimic. Moleculele de apă sunt împărțite în timpul acestei reacții, care generează oxigen ca produs secundar. Celulele din plante folosesc acest flux de electroni pentru a crea un gradient de protoni, care le permite să genereze transportatorul energetic ATP, precum și să reducă NADP la NADPH; acest lucru marchează sfârșitul reacțiilor luminoase.Reacțiile întunecate sunt uneori denumite ciclul Calvin, numit după Melvin Calvin, omul de știință care la descoperit în anii 1940. Aceste reacții au loc în stoma sau matricea cloroplastei, spre deosebire de reacțiile ușoare, care au loc de-a lungul membranei tialacoide. Cloroplastul utilizează ATP și NADPH generate în reacțiile de lumină împreună cu apă pentru a atașa dioxidul de carbon la un zahar numit bifosfat de ribuloză. Șase rotații ale ciclului Calvin sunt necesare pentru a genera un zahăr cu șase atomi de carbon, cum ar fi glucoza.
