太阳不仅给我们带来了舒适和美丽，还给了我们生命的源泉——氧气。这是因为有一群特殊的生物——绿色植物，它们能够利用太阳的能量，把空气中的二氧化碳和土壤中的水转化成有机物，并释放出氧气。这种神奇的过程就叫做光合作用。​

首先，我们要了解光合作用是在哪里发生的。如果你仔细观察一片绿色的叶子，你会发现它有很多小孔，这些小孔叫做气孔。气孔是植物进行呼吸和光合作用的通道，它们可以让二氧化碳进入叶子，也可以让氧气和水蒸气排出叶子。在叶子里面，有一种特殊的细胞器叫做叶绿体。叶绿体是光合作用的场所，它们含有一种绿色的色素叫做叶绿素。叶绿素可以吸收太阳的光能，并将其转化为化学能。

时间到了1939年，学术界对需氧生物都要进行的呼吸作用已经有了突破性理解，知道它的核心是一条环形流水线——柠檬酸循环。然而直到这个时候，英国生物化学家希尔（ R . Hill ）才刚刚发现，植物的光合作用是分两步进行的，第一步是“光反应”，必须有光照才能进行；第二步是“暗反应”，有光无光都不影响它发生，所以在暗处也能进行。生物有氧呼吸柠檬酸循环的发现对全体生物化学家都是一个重大启发——原来生物体内的基本化学反应可以通过这种循环的流水线进行。既然呼吸作用是如此，人们不免猜测：光合作用大概也是如此吧？事情的确是这样。美国生物化学家卡尔文（ M . E . Calvin ）的研究小组花了10年时间，最终在1954年提出了光合作用的暗反应也是一条环形流水线的理论，这就是著名的“卡尔文循环”。不过，比起柠檬酸循环来，卡尔文循环更复杂，因为这条环形流水线会在其中一个阶段分成几岔，生成多种多样的半成品，之后这几岔又复合为一了。