Его освоили бактерии — предки нынешних зелёных, пурпурных и цианобактерий.

Азот фиксируют также пурпурные и зелёные фотосинтезирующие бактерии, различные почвенные бактерии.

У пурпурных бактерий хлорофилл замаскирован пурпурно-красным или коричневым пигментом, а фотосинтезирующий аппарат заключён в клеточную мембрану, у зелёных — в клеточную мембрану или в специальные органеллы — хлоробиум-везикулы, локализованные в цитоплазме или мембране.

Пурпурные бактерии представлены грамотрицательными палочками, кокками или спириллами и часто имеют жгутики.

Один из видов таких бактерий — пурпурные бактерии; они были обнаружены при изучении бескислородного фотосинтеза.

В прокариотических клетках, способных к фотосинтезу (синезеленые водоросли, зелёные и пурпурные бактерии), имеются различно структурированные крупные выпячивания мембраны — тилакоиды, по своей функции соответствующие пластидам эукариот.