發生於二氧化碳不足而氧氣濃度相對高時。Rubisco催化氧氣與 RuBP 反應，使 RuBP 分解成磷酸乙醇酸與三碳化合物（3-PG）。磷酸乙醇酸由過氧化體進一步氧化，最後進入粒線體轉變成二氧化碳與水。過程中因消耗氧氣產生二氧化碳。僅產生1個三碳化合物（3-PG），因此會降低光合作用效率。
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