在光合作用碳反应阶段。碳反应中的卡尔文循环起点为五碳糖（RuBP，即核酮糖二磷酸），一分子的五碳糖和一分子的二氧化碳结合，形成一个六碳化合物，但是迅速分解为两个三碳酸（3-磷酸甘油酸）。然后每个三碳酸接受来自NADPH的氢、ATP的磷酸基团和它们的能量，形成一个三碳糖（三碳糖磷酸）。
这样的循环进行3轮，即有3个二氧化碳进入卡尔文循环被固定，从而累积6个三碳糖。其中的5个三碳糖经过一系列变化，再生为3个五碳糖。而剩下的那个三碳糖就是碳反应的产物，也就是所谓的光合作用生成的有机物。
这个三碳糖一部分在叶绿体内作为合成淀粉、蛋白质和脂质的原料而被利用，大部分运送至叶绿体外，转变为蔗糖。
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