Хемосинтез – тип питания, характерный для некоторых микроорганизмов, которые создают органические вещества из неорганических за счет энергии, выделяющейся при окислении ими других неорганических веществ. Такие микроорганизмы называются хемосинтезирующими, или хемоавтотрофами. Энергия может выделяться при окислении водорода, серы, двухвалентного железа, сероводорода, аммиака и других неорганических веществ. Так, у железобактерии Leptothrix :

полное уравнение:

4FeCO3 + O2 + 6Н2O → 4Fe(OH)3 + 4СO2 + Энергия.

Бесцветные серобактерии Thiobacillus :

полное уравнение:

2S + 3O2 + 2Н2O → 2H2SO4 + Энергия.

Нитрифицирующие бактерии рода Nitrobacter окисляют нитриты до нитратов с высвобождением энергии:

полное уравнение:

2HNO2 + O2 → 2HNO3 + Энергия.

Другая бактерия Nitrosomonas окисляет аммиак до нитритов: полное уравнение:

2NH3 + 3O2 → 2HNO2 + 2Н2O + Энергия.

Все представленные выше бактерии являются аэробными, так как акцептор электронов и водорода – кислород. 78 % азота содержится в атмосфере в недоступной форме, он становится доступным для живых организмов лишь в связанной форме (азотофиксация). Так как молекула данного элемента состоит из двух атомов, то для азот-фиксации требуется энергия для ее расщепления. У азотофиксаторов для этой цели служит специальный фермент – нитрогеназа, использующий энергию АТФ. Нитрогеназа содержит железо, молибден, сульфидные простетические группы, поэтому данные элементы необходимы биологическим системам для осуществления фиксации азота. Разделение атомов азота неферментативным путем возможно при огромной затрате энергии (например, в результате грозовых разрядов в почву с осадками поступает 7 кг азота на 1 га).