疑难问题：最近在光合作用的试题中，多次出现了填“碳反应”还是“卡尔文循环”的问题，在高中生物的考试范围内，大多数情况下填这两个答案都可以（除非空后面有“循环”两个字，只能填“卡尔文循环”）。但是，严格地说，碳反应和卡尔文循环还是有一定的区别，常见的碳反应途径有三种情况，所以，碳反应的范围比卡尔文循环大一些。

一、碳反应

不同的植物，碳反应的过程不一样，而且叶片的解剖结构也不相同。这是植物对环境的适应的结果。碳反应可分为C3，C4和CAM三种类型。三种类型是因二氧化碳的固定这一过程的不同而划分的。

1．C3途径

是碳同化的基本途径，也称为卡尔文循环或光合碳循环，可合成糖类、淀粉等多种有机物。整个循环有RuBP与CO₂的羧化开始到RuBP再生结束，在叶绿体基质中进行，全过程分为羧化、还原、再生3个阶段。

2．C4途径

有一些植物对CO₂的固定反应是在叶肉细胞的细胞溶胶中进行的，在磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的催化下将CO₂连接到磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）上形成四碳酸（草酰乙酸），这种固定CO₂的方式称为C4途径。草酰乙酸被转变成其他的四碳酸后运输到维管束鞘细胞，在维管束鞘细胞中被降解成CO₂和丙酮酸，CO₂在维管束鞘细胞中进入卡尔文循环。

3．CAM途径

CAM一词来源于景天酸代谢（crassulacean acid metabolism），景天属植物是一大类肉质植物，CAM途径就是首先在这类植物中发现的。

CAM植物夜间吸进CO₂，淀粉经糖酵解形成磷酸烯醇式丙酮酸（PEP），在磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶催化下，与PEP结合，生成草酰乙酸，进一步还原为苹果酸储存在液泡中。从而表现出夜间淀粉减少，苹果酸增加，细胞液pH下降。而白天气孔关闭，苹果酸转移到细胞质中脱羧，放出CO₂，进入C3途径合成淀粉；形成的丙酮酸可以形成PEP再还原成磷酸三糖，最后合成淀粉或者转移到线粒体，进一步氧化释放CO₂，又可进入C3途径。从而表现出白天淀粉增加，苹果酸减少，细胞液pH上升。

C4途径和CAM途径都只起固定CO₂的作用，最终还是通过C3途径合成光合产物等。C3途径是最基本的，没有C3途径就没有C4途径和CAM途径。

二、卡尔文循环

美国生物化学家卡尔文在二十世纪50年代中后期发现了有关植物光合作用的“卡尔文循环”，即植物的叶绿体如何通过光合作用把二氧化碳转化为机体内的碳水化合物的循环过程。首次揭示了自然界最基本的生命过程，对生命起源的研究具有重要意义。卡尔文因此获得了1961年诺贝尔化学奖。

卡尔文循环是光合作用中碳反应的一部分。反应场所为叶绿体内的基质。循环可分为三个阶段： 羧化、还原和二磷酸核酮糖的再生。

由于卡尔文等以小球藻作为实验材料，属于C3植物，对大多数植物来说，碳反应为C3途径，等同于卡尔文循环。