20世纪50年代，卡尔文及其同事发现了卡尔文偱环，他因此获得了1961年诺贝尔化学奖。卡尔文将小球藻装在一个密闭容器中，通过通气管向密闭容器中通入CO2，通气管上有一个开关，可以控制CO2的供应，密闭容器周围有光源，通过控制电源开关可以控制光照的有无。
（1）卡尔文向密闭容器中通入14CO2，发现反应进行到5s时，14C出现在（CH2O）中。将反应时间缩短到0.5 s时，14C出现在一种三碳化合物（C3）中，这说明CO2中C的转移路径是 。上述实验中卡尔文是通过控制 来探究CO2中碳原子的转移路径。
（2）卡尔文通过改变实验条件来探究卡尔文偱环中固定CO2的化合物，这时他发现C5的含量快速升高，其改变的实验条件是 ，由此得出固定CO2的物质是C5。
（3）为了保持小球藻中的化合物停留在某一状态，卡尔文将不同反应条件下的小球藻放入70℃的水浴中处理，其目的是使 ，导致化学反应停止，然后利用不同化合物在层析液中的溶解度不同，通过 法，分离出各种化合物。
（4）科研人员对水稻进行了产量与播种量关系的研究，结果如下表：
| 播种量（kg·hm2） | 30 | 60 | 90 | 120 | 150 | 180 | 210 |
| 产量（kg·hm2） | 4500 | 5500 | 6500 | 7500 | 7300 | 6500 | 5000 |
