Obecność takich układów potwierdziło wykrycie fotoukładu I (PS I, P-700) o maksimum absorpcji przy 700 nm i fotoukładu II (PS II, P-680) o maksimum absorpcji przy 680 nm. Opisane przez Emersona zjawisko znane jest jako efekt Emersona. 1946–1953 – Melvin Calvin, Andrew Benson i James Bassham badając jednokomórkowe glony – Chlorella i Scenedesmus ustalili związki powstające w fazie ciemnej fotosyntezy i kolejność ich powstawania. Nagroda Nobla w dziedzinie chemii w roku 1961 za odkrycie tzw. cyklu Calvina. 1961 – Peter Dennis Mitchell wyjaśnił mechanizm syntezy ATP dzięki gradientowi elektrochemicznemu w mitochondriach i chloroplastach. Nagroda Nobla w dziedzinie chemii w roku 1978 za stworzenie chemiosmotycznej teorii Mitchella. 1966 – Marshall Davidson Hatch i Charles Roger Slack w Australii i Hugo P. Kortschak na Hawajach opisują rośliny, u których tylko 20% znakowanego węgla znajduje się w związkach trójwęglowych, 80% znakowanego izotopu węgla znajduje się w związkach czterowęglowych.