La fixation du carbone est un processus à l'œuvre chez les organismes dits autotrophes, qui convertissent le carbone inorganique — typiquement, le dioxyde de carbone — en composés organiques tels que des glucides. La photosynthèse en est l'exemple le plus emblématique, caractérisant les organismes dits photoautotrophes ; la chimiosynthèse est une autre forme de fixation du carbone susceptible d'avoir lieu même en l'absence de lumière — on parle alors de lithotrophie pour qualifier les organismes qui utilisent l'énergie des oxydations inorganiques pour produire leur matière vivante. Les organismes qui consomment la matière organique produite par les autotrophes sont appelés hétérotrophes.
La première étape de la fixation du carbone est la formation d'un groupe carboxyle sur une molécule organique, ce qu'on appelle une carboxylation ; les enzymes susceptibles de catalyser cette réaction sont appelées carboxylases : la Rubisco est à ce titre l'enzyme limitante de la photosynthèse.
On connaît aujourd'hui principalement six grandes voies métaboliques différentes de fixation du carbone, mais ce nombre varie selon les auteurs en fonction des variantes considérées :
la chimiosynthèse, au cours de laquelle du carbone inorganique (typiquement ou ) est converti en composés organiques en utilisant l'énergie libérée par oxydation du méthane , du sulfure d'hydrogène , de l'hydrogène ou d'autres espèces minérales ;
la voie de Wood-Ljungdahl, utilisée par certains microorganismes (bactéries, archées) pour réduire le avec l'hydrogène moyennant l'hydrolyse d'une molécule d'ATP ;
le cycle du 3-hydroxypropionate, qui produit du pyruvate à partir d'acétyl-CoA moyennant l'hydrolyse de quatre molécules d'ATP ;
le cycle de Krebs inverse, qui produit de par condensation successive de deux molécules de ;
le cycle de Calvin, qui intervient en aval de la phase directement dépendante de la lumière de la photosynthèse pour fixer du sur du en formant deux molécules de ;
la fixation du carbone non autotrophe, notamment par la pyruvate carboxylase.
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Le terme bactérie est un nom vernaculaire qui désigne certains organismes vivants microscopiques et procaryotes présents dans tous les milieux. Le plus souvent unicellulaires, elles sont parfois pluricellulaires (généralement filamenteuses), la plupart des espèces bactériennes ne vivant pas individuellement en suspension, mais en communautés complexes adhérant à des surfaces au sein d'un gel muqueux (biofilm). vignette|200px|Coques à gauche, Spirillum au centre, bacille à droite.
Le cycle de Calvin (aussi connu comme le cycle de Calvin-Benson-Bassham) est une série de réactions biochimiques des organismes photosynthétiques ayant lieu dans le stroma des chloroplastes chez les eucaryotes ou dans le cytoplasme chez les procaryotes. Il a été découvert par Melvin Calvin, Andy Benson et à l’université de Californie à Berkeley. Durant la photosynthèse, l’énergie de la lumière est convertie en énergie chimique conservée dans l’ATP et le NADPH.
Les archées () ou Archaea (du grec ancien , « originel, primitif »), anciennement appelés archéobactéries, sont des microorganismes unicellulaires procaryotes, c'est-à-dire des êtres vivants constitués d'une cellule unique qui ne comprend ni noyau ni organites, à l'instar des bactéries. D'apparence souvent semblable à ces dernières, les archées ont longtemps été considérées comme des bactéries extrêmophiles particulières, jusqu'à ce que les recherches phylogénétiques sur les procaryotes, commencées en 1965, aboutissent, avec les travaux de Carl Woese et George E.
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