Faza ta zachodzi w stromie chloroplastów i polega na wiązaniu CO2 przez akceptor rybulozo-1,5- bifosforan i redukcji związku powstałego przy udziale ATP i NADPH. W wyniku czego powstają różne cukry i odtworzony zostaje akceptor CO2.
Faza ciemna fotosyntezy składa się z 3 etapów: wiązania CO2 (karboksylacja), redukcja powstałego 3-fosfoglcerynianu do aldehydu 3-fosfoglicerynowego (redukcja) oraz syntezy asymilatów i regeneracji akceptora CO2 (synteza i regeneracja). Przemiany te nazywane są cyklem fotosyntezującym typu C-3, gdyż pierwotnym jego produktem jest związek trójwęglowy lub cyklem Calvina-Bensona. Cykl ten rozpoczyna się od przyłączanie CO2 do pieciowęglowego cukru 1,5- bisforybulay (RuBP) przez enzym zwany Rubisco (karboksylaza/oksygenza RuBP). Powstaje związek sześciowęglowy, który natychmiast się rozpada na 2 cząsteczki trójwęglowe 3-fosfoglicerynianu (PGA). Ulega on następnie redukcji do aldehydu 3-fosfoglicerynowego (PGAL), przy udziale enzymów: kinazy 3-fosfoglicerynianu (rozkład ATP do ADP i Pn) oraz dehydrogenazy aldehydu 3-fosfoglicerynowego (NADPH NADP+ + H+). Powstały aldehyd jest cukrem, pierwszym produktem fazy ciemnej fotosyntezy.
W dalszych reakcjach część powstałego aldehydu 3-fosfoglcerynowego jest wykorzystywana do syntezy innych cukrów, część jest natomiast do regeneracji akceptora CO2- 1,5 bisfosorybulozy (RuBP). Potrzebne jest 6 cykli reakcji, aby powstała 1 cząsteczka glukozy i odtworzonych zostało 6 cząsteczek akceptora CO2 (RUBP).
Kopcewicz J., Szmidt-Jaworska, 2012. Zarys struktury i fizjologii drzew leśnych. Wydawnictwo Konnenberg
Bugała B.2006. Biologia. Fizjologia roślin. Wydawnictwo szkolne Omega.
Domański R.. 2002. Fizjologia roślin z elementami biochemii. Wydawnictwo AR w Poznaniu.
Kopcewicz J., Szmidt-Jaworska, 2012. Zarys struktury i fizjologii drzew leśnych. Wydawnictwo Konnenberg
Kopcewicz Jan i Lewak Stanisław (red.). 1999. Fizjologia roślin. Wydawnictwo Naukowe PWN.
Stryer L. 1999. Biochemia. Wydawnictwo Naukowe PWN.