Reaksi gelap (siklus Calvin) memakai hasil reaksi terang buat mengubah CO2 jadi glukosa, tidak butuh cahaya langsung.
1. Lokasi Reaksi Gelap
Terjadi di stroma kloroplas (cairan di luar membran tilakoid).
2. Tahap Fiksasi Karbon
CO2 diikat oleh RuBP (ribulosa bifosfat) dengan bantuan enzim RuBisCo, membentuk senyawa 6 karbon yang segera terurai jadi 2 molekul PGA (3 karbon).
3. Tahap Reduksi
PGA direduksi jadi G3P (gliseraldehida 3-fosfat) menggunakan ATP dan NADPH dari reaksi terang.
4. Tahap Regenerasi
Sebagian G3P dipakai buat regenerasi RuBP (agar siklus terus berlanjut), sebagian lain dipakai buat sintesis glukosa.
5. Hasil Siklus Calvin
Butuh 6 putaran siklus (6 CO2) buat menghasilkan 1 molekul glukosa (C6H12O6).
6. Kemosintesis
Proses pembentukan zat organik yang memakai energi kimia (bukan cahaya) sebagai sumber energi, dilakukan bakteri kemoautotrof, contoh: bakteri belerang yang mengoksidasi H2S jadi energi.
Reaksi gelap dan kemosintesis menunjukkan dua cara berbeda organisme mengubah zat anorganik jadi zat organik: satu pakai cahaya, satu pakai energi kimia.