Nitrogeneza
Nitrogenaza jest aktywna jedynie w warunkach beztlenowych, toteż bakterie wiążące azot muszą się izolować od tlenu. Niektóre z nich wydzielają warstwę śluzu, która nie dopuszcza tlenu do komórek. Bakterie z rodzaju Rhizobium żyją wewnątrz brodawek na korzeniach roślin motylkowych, m.in. fasoli i grochu. Brodawki są rudawo-brązowe, ponieważ zawierają leghemoglobinę - białko hemowe wiążące tlen, przypominające budową hemoglobinę. Brodawki ograniczają dostęp tlenu, a niewielka ilość tego gazu przedostająca się do wnętrza brodawek zostaje związana przez leghemoglobinę, która dostarcza go bakteriom na potrzeby oddechowe. W środowiskach wodnych azot wiążą głównie cyjanobakterie. Sinice nitkowate mają w tym celu wyspecjalizowane grubo-ścienne komórki zwane heterocystami, które nie dopuszczają tlenu do swego wnętrza. Niektóre paprocie wodne mają przestwory komórkowe, w których żyją cyjanobakterie, podobnie jak Rhizobium w brodawkach roślin motylkowych. Inne sinice wiążą wolny azot w związkach mutualistycznych z sagowcami i innymi roślinami lądowymi, albo jako fotosyntetyzujący partnerzy pewnych porostów. Redukcja wolnego azotu do amoniaku przy udziale nitrogenazy odbywa się bez wysokiej temperatury i znacznego ciśnienia, które są konieczne w przemysłowej produkcji sztucznych nawozów azotowych. Nakład energii, którą bakterie azotowe zużywają na związanie jednego grama azotu, jest jednak znaczny i odpowiada energii zawartej w 12 gramach glukozy.
Trawy morskie cechują się wysoką produktywnością, toteż pełnią ważną rolę ekologiczną w płytkich wodach. Ich korzenie stabilizują osady, zapobiegając ich wypłukiwaniu. Trawy morskie dostarczają także pokarmu i schronienia wielu organizmom morskim. W wodach strefy umiarkowanej są pożywieniem kaczek i gęsi, w wodach tropikalnych -manatów, żółwi zielonych, papugoryb i jeżowców. Roślinożercy zjadają tylko ok. 5% biomasy trawy morskiej; pozostałe 95% obumiera i jako detrytus jest podstawą rozbudowanej sieci pokarmowej, której wyższym ogniwem są bakterie, a jeszcze wyższym - zwierzęta, m.in. krewetki, wieloszczety i ryby. Lasy brunatnic są utworzone przez glony z rzędu listownicowców, których plechy mogą osiągać 60 ni długości. Listownice są pospolite w chłodniejszych morzach strefy umiarkowanej obu półkul, zwłaszcza w stosunkowo płytkich wodach wzdłuż skalistych wybrzeży; są tam głównymi producentami i podstawą bogatego ekosystemu. Lasy brunatnic są środowiskiem życia wielu różnych organizmów morskich: wieloszczetów, gąbek, strzykw, małżów, krabów, ryb oraz ssaków (np. wydr morskich). Niektóre zwierzęta żywią się plechami żywych listownie, ale glony te są podstawą sieci pokarmowej głównie w postaci detrytusu. Bakterie rozkładające obumarłe części brunatnic są pożywieniem gąbek, osłonie, wieloszczetów, małżów i ślimaków. Różnorodność życia w lasach brunatnic niemal dorównuje bogactwu gatunkowemu raf koralowych.