Фотосинтез органикалық затты синтездеудің жалғыз-ақ жолы емес, органикалық затты синтездеудің басқа да жолдары бар — ол бактериалды фотосинтез бен хемосинтез. Кейбір бактериялар мен балдырлар түрлерінде күн сәулесінің энергиясымен көмірқышқыл газынан органикалық заттар синтезделеді. Бұл процесті бактериалды фотосинтез немесе фоторедукция деп атайды. Бактериялды фотосинтездің жасыл өсімдіктер фотосинтезінен өзгешілігі — С02-ні тотықсыздандыру үшін «Н» донаторы ретінде Н20 емес, «H» бар бірнеше басқа қосылыстар пайдаланылады.
Бактериялды фотосинтездің де жоғарғы дәрежелі жасыл өсімдіктер тәрізді екі фазасы бар. 1. Жарықәсерімен жүретін; 2. Жарық әсерінсіз де жүретін. Сіңірілген сәуле куаты Н20 молекуласын ыдырату үшін жүмсалады. Н20-дан ажыраған «Н» С02-ні тотықсыздандыру үшін жұмсалады. Бірақ жасыл өсімдіктер фотосинтезі гидроксилдер полимеризацияланып, Н202 пайда болып, ол кейіннен «Н20» мен «0»-не ыдырайтын болса, бактериалды фотосинтез процесінде Н20-дан гидроксилдің тотықсыздануы бактерияның басқа «Н» бар қосылыстардан «Н» алуы арқылы жүреді. /Бүдан Н20 пайда болады/. Демек «Н» донаторы ретінде бүл жағдайда Н28, органикалық қышқылдар, спирт т.б. заттар пайдаланылады. Бактериялды фотосинтез кезінде «О» сыртқы ортаға бөлініп шықпайды.
Бактериялды фотосинтезді жүргізетін микроорганизмдерде пурпурлы қызыл күкірт бактериялары мен пурпурлы күкіртсіз бактериялар, жасыл күкірт бактериялары арқылы жүзеге асырылады. Пурпурлы бактериялардың қызыл түске боялуының себебі — олардың құрамында бактериопурпурин пигменті кездеседі. Бактериопурпурин екі түрлі пигменттен — жасыл түсті бактериохлорофилл мен каротиноидтардан тұрады. Бұл пигменттер бактерияның цитоплазмасында диффузиялық түрде таралған. Олар шеткі қызыл және жасыл сәулелерді сіңіреді, яғни бұл пигменттердің спектрлерінің сіңіруі кәдімгі хлорофилдікінен өзгеше. Бұл сәулені адам көзі сезбейді. Күн сәулесінің қуатын сіңіруге тек бактериохлорофилл қатысады. Пурпурлы күкірт бактерияларының фотосинтезі анаэробты жағдайда жүреді.
Жасыл күкірт бактериялары ерекше топ / chlorobium limicola және т.б/ қүрайды. Бұл бактериялар фоторедукторлар бола түрып, С02 газын тотықсыздандыруда күкіртті сутегін пайдаланады. Бұл бактериялардың жасыл пигменті бактериовиридин деп аталады. Сондай-ақ, бұлардың құрамында да каротиноидтар кездеседі. Каротиноидтардың сіңіретін жарығы, шамасы, фоторедукция процесінде қабылданған жарық энергиясын жасыл пигментке беру арқылы іске асырылатын сияқты.
Фотосинтезді бактериялардан хемосинтезді түссіз бактериялардың бір өзгешелігі — кейінгілер аэробты жағдайда ғана өмір сүреді. Органикалық заттарды синтездеу үшін хемосинтетикалық бактериіілар керекті куатты анорганикалық заттарды тотықсыздандыру арқылы алады. Хемосинтетикалық бактерияларды бірінші ашып зерттеген аса көрнекті орыс ғалымы, микробиолог С.Н.Виноградский болатын. Түссіз бактерия beggiatoa H2S бар жылы бұлақтарда өмір сүреді. Органикалық заттарды синтездеуге керекті куатты бұл бактерия H2S — ті тотықтыру арқылы алады. Оны мынадай тендеу арқылы көрсетуге болады. 2H2S + 02 = 2Н20 + S2 + 479 кдж Жылы бұлақ көздеріндегі күкіртті сутек осылайша ыдырайды, сутегін жоғалтқан күкірт бактерия клеткасына сарғылт тамшы тәрізді болып жиналады. Егерде сыртқы ортада H2S қоры таусылса, бактерия өз клеткасы ішінде жиналған күкіртті тотықтырады.
[alert style=»info»]S2 + 302 + Н20 = 2 H2S04[/alert]
Осы тотығу реакциясында бөлінетін қуатты хемосинтезді бактериялар С02-ні тотықсыздандырып, органикалық зат синтездеуге жұмсайды. Бұл реакцияны төмендегідей тендеу арқылы өрнектейміз.
[alert style=»info»]С02 + 2H2S———> (СН20) + Н20 + S2[/alert]
Хемосинтезді бактериялар ішінде әсіресе үлкен маңызы бар — нитрификациялық бактериялар. Топы-рақта үнемі өсімдіктердің, жануарлардың және микро-организмдердің қалдықтары кездесе^і. Олардың құрамындағы белокты заттар ыдырауы нәтижесінде аммиак бөлінеді. Сондай-ақ аммиак топырақтағы қарашірік /гумус/ ыдырау барысында да түзіледі де, ондағы бактериялардың әсерінен азот қышқылына дейін тотығады. Бұл процесті жүзеге асырушы — нитрификациялаушы бактериялар. Нитрификация нағыз физиологиялық-микробиологиялық процесс қатарына жатады десек те болады. Нитрификация процесі екі фазада өтеді:
1. Nitrosomonas, яки болмаса Nitrosococcus тобына жататын бактериялар NH3-Ti тотықтырып, одан бөлінген куатты ауадағы бос көмірқышқыл газынан органикалық зат синтездеуге жұмсайды. 2NH3 + 302 = 2HN02 + 2Н20 + 653,5 кдж Реакцияда көрсетілгендей, аммиактың тотығуы нәтижесінде азотты қышқыл пайда болады.
2. Нитробактерлер әсерінен азотты қышқыл азот қышқылына дейін тотықтырылады. 2HN02 + 02 = 2HN03 + 151,1 кдж. Бұл процесс нитробактерлер арқылы жүзеге асады.