1939年，魯賓（Samuel Ruben ，November 5， 1913 – September 28， 1943）和卡門（Martin David Kamen ，August27， 1913 – August 31， 2002）用氧的同位素18O作為標記，發現光合作用中釋放的氧氣中的O原子來自於反應物中的水而不是二氧化碳
1948年，卡爾文（Melvin Ellis Calvin ，April 8， 1911 – January 8， 1997）用碳的同位素14C作為標記，探明瞭二氧化碳中的C原子在光合作用過程中如何在一系列有機物中轉化。此過程被命名為卡爾文迴圈。
