卡尔文用同位素标记法追踪碳素在光合作用过程中的运行：在供给小球藻后的60s内，相隔不同时间取样，杀死细胞并以层析法分析细胞代谢产物。发现7s后的代谢产物中有多达12种产物含有放射性，而5s内的代谢产物大多集中在一种物质上，该物质是
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7秒后多达12种产物含放射性说明：光合作用的所有中间产物及最终产物都被标记了，因此完成一次光合作用的时间小于7秒。那么在5秒的时候主要进行的碳反应，每三个二氧化碳分子经过反应都会进一步被还原成三碳糖，三碳糖而后要么被叶绿体利用要么被运到叶绿体外形成其他物质。5秒的时候则是产生三碳糖还没来得及被利用。