Photosynthese ist die autotrophe C-Assimilation mit Hilfe von Licht. Unter Chemosynthese versteht man die autotrophe C-Assimilation mit Hilfe von Energie aus Oxidation anorganischer Substanz wie H₂S, NH₃, Methan, H₂ oder Eisen. Man findet sie nur bei aeroben Bakterien im Boden, in Gewässern, Bergwerken oder z. B. in der Tiefsee, in aktiven Vulkanen.
Diese Bakterien nennt man Chemoautolithotrophe; es sind meist Schwefelbakterien, Nitrifizierer, Knallgasbakterien und Methanobakterien.

Sie verwenden diese Substanzen als Elektronendonatoren und transportieren Sie durch die Membran wie bei der Lichtreaktion. Dadurch entsteht ein Protonengradient der wie bei der Photophosphorylierung zur ATP-Produktion führt.

Ein Teil des Substrats wird aber auch zur NADPH+H⁺-Produktion verwendet, sodaß wie bei der Photosynthese die zur CO₂-Fixierung notwendigen Stoffe bereitstehen. Dieses geschieht in einem dem Calvinzyklus ähnlichen Prozess, wobei ebenfalls Kohlenhydrate entstehen.

6 H₂O + 6 CO₂ + z.B. H₂S, CH₄ + Energie C^₆H₁₂O₆ + 6 O₂

All diese Bakterien spielen eine wichtige Rolle im C-, S-und N-Kreislauf der Natur.

Beispiele:

Abb. 62

Thiobacillus ferrooxidans

verantwortlich für die Oxidation von Fe2+, Cu+,Se2+, Mo, U, Sb und anorganischer Schwefelkomponenten in Erzbergwerken

Abb. 59

Röhrenwürmer in Symbiose mit chemosynthetischen Bakterien

Röhrenwürmer (Riftia pachyptila) in einer Warmwasserströmung des Ostpazifischen Grabens mit chemoautotrophen Bakterien in Symbiose.