Fixação de C em plantas C3
A fixação do CO2 ocorre usando o "poder redutor" do NADPH2 e o ATP produzidos na fase fotoquímica da fotossíntese. As reações enzimáticas envolvidas no processo de fixação e redução do carbono ao nível de carboidratos foram estudados por Melvin Calvin e colaboradores usando técnicas radioisotópicas (14C) e cromatografia bidimensional de papel. Pelo seu trabalho na elucidação do processo de fixação do carbono na fotossíntese, Calvin recebeu o Prêmio Nobel de Química em 1961.
Os trabalhos de Calvin foram realizados com algas verdes unicelulares Chlorella e Scenedesmus, em virtude de sua similaridade bioquímica com as plantas superiores e também pelo fato de poderem ser cultivadas sob condições uniformes e mortas rapidamente após ensaios de curta duração a que eram submetidas. Atualmente, o ciclo do carbono descoberto por Calvin é denominado Ciclo de Calvin ou Ciclo Fotossintético Redutivo do Carbono de Plantas C3 porque o primeiro composto estável formado é um composto de 3 carbonos (ácido fosfoglicérico). Após dos trabalhos de Calvin, outros pesquisadores (Hatch, Slack, Kortschak) determinaram que algumas espécies de gramíneas tropicais como cana de açúcar e milho, são capazes de fixar CO2 em compostos de 4 carbonos, como malato e aspartato, além do que é feito pelo ciclo C3 de Calvin. Essas plantas são denominadas atualmente "Plantas concentradoras de CO2" ou Plantas C4. Posteriormente, foi descoberto que algumas espécies de plantas de