培養過程
碳三植物也叫 三碳植物。光合作用中同化二氧化碳的最初產物是三碳化合物3－磷酸甘油酸的植物；碳三植物的光呼吸高，二氧化碳補償點高，而光合效率低；如小麥、水稻、大豆、棉花等大多數作物。二戰後，美國加州大學伯克利分校的馬爾文·卡爾文與他的同事們研究一種名叫Chlorella的藻，以確定植物在光合作用中如何固定CO。此時C示蹤技術和雙向紙層析法技術都已經成熟，卡爾文正好在實驗中用上此兩種技術。
他們將培養出來的藻放置在含有未標記CO的密閉容器中，然後將C14標記的CO注入容器，培養相當短的時間之後，將藻浸入熱的乙醇中殺死細胞，使細胞中的酶變性而失效。接著他們提取到溶液里的分子。然後將提取物套用雙向紙層析法分離各種化合物，再通過放射自顯影分析放射性上面的斑點，並與已知化學成分進行比較。
發現過程
標記有C的CO很快就能轉變成有機物。在幾秒鐘之內，層析紙上就出現放射性的斑點，經與已知化學物比較,斑點中的化學成份是三磷酸甘油酸（3-phosphoglycerate，PGA），是糖酵解的中間體。這第一個被提取到的產物是一個三碳分子，所以將這種CO2固定途徑稱為C3途徑，將通過這種途徑固定CO的植物稱為C3植物。後來研究還發現，CO固定的C3途徑是一個循環過程，人們稱之為C3循環。這一循環又稱卡爾文循環。
C3類植物，如稻和麥，二氧化碳經氣孔進入葉片後，直接進入葉肉進行卡爾文循環。而C3植物的維管束鞘細胞很小，不含或含很少葉綠體，卡爾文循環不在這裡發生。
