光合成
これら一連の「二酸化炭素の固定・還元・基質の再生産」の過程が還元的ペントース・リン酸回路を構成する。したがって、カルビン回路が3回転した結果、3分子の二酸化炭素が固定され、1分子のグリセルアルデヒド3-リン酸を生成する。この過程で、光化学反応によって作ったNADPHおよびATPが消費される。収支式で示すと以下の通りである。
3 CO 2 + 5 H 2 O + 6 NADPH + 9 ATP ⟶ {\displaystyle {\ce {3CO2 + 5H2O + 6NADPH + 9ATP ->}}} グリセルアルデヒド3-リン酸 + 6 NADP + + 9 ADP + 8 Pi {\displaystyle {\ce {+ 6NADP^+ + 9ADP + 8Pi}}}
光化学反応を含めて光合成の収支式は、以下のようにまとめられる。
6 CO 2 + 12 H 2 O ⟶ ( CH 2 O ) 6 + 6 H 2 O + 6 O 2 {\displaystyle {\ce {6CO2 + 12H2O -> (CH2O)6 + 6H2O + 6O2}}}
この式は好気呼吸の収支式の逆反応であり、炭素消費および固定の収支が極めて巨大な生態系視野でもうまく行くことが理解できる。
しかし、彼はこの気体を集めて、そこに予め着火した可燃物を入れてみたところ、炎の勢いが増す事を発見した。次に、日光の当たる場所と暗闇に置いた場合の水草を比べてみたところ、前者からは気体が発生したのに対し、後者からは気体が発生しなかった。このような実験の結果から、彼は「植物の空気浄化能は葉の緑色部分であり、光の影響を受ける」ことを発見した。また彼は、火を燃やすことができる「きれいな空気」と植物を入れた容器を暗闇に置くと、その容器内の空気が燃焼が起きない「汚れた空気」に変わることも発見した。今で言う「呼吸」が起こっていたのである。
1782年にスイスの司祭ジャン・セネビエは、当時「固定空気」(common air)と呼ばれていた二酸化炭素が、光合成で取り込まれることを示し、二酸化炭素は根から取り込むと考えた。しかし、1804年に同じくスイスのニコラス・テオドール・ド・ソシュールは、ジャン・セネビエの二酸化炭素は土から取り込まれるという考えに疑問を持ち、ソラマメを土ではなく小石の上で育てる実験を行った。するとソラマメは普通に育ったため、植物は空気から二酸化炭素を得ていると判明した。