专性光养菌属于绿菌科（Chlorobiaceae），能在硫化物/二氧化碳介质中生长，在缺乏硫化物的介质中生长十分缓慢甚至根本就不生长，颜色呈绿色或棕色。硫化物既作为专性光养菌的硫源又是光合成的电子供体。与红硫菌科（Chromatiaceae）通过Calvin循环固定二氧化碳不同的是专性光养菌通过柠檬酸循环固定二氧化碳。柠檬酸循环是可逆的，因此虽然Chlorobiaceae能同化少数低分子量的有机化合物（如乙酸），但不能提供用于细胞生长的还原功。如介质中没有硫化物，乙酸是不能被同化的，因为必须有硫化物存在时专性光养菌才能合成还原态铁氧还原蛋白，随后乙酸在还原态铁氧还原蛋白催化下羧基化生成丙酮酸。
专性光养菌通过细菌叶绿体c、d或e吸收光能，为细胞生长提供还原功，细菌叶绿体a则存在于反应中心。有些棕色的细菌含有胡萝卜素，如Chlorobium phaeobucteroides和C.phaeovibroides。与所有光养型细菌一样，Chlorobiaceae通过增加色素含量，可以适应低光强度的环境条件。
Chlorobiaceae是专性光养菌，这意味着该菌在黑暗状态下可以从糖原分解中获得一些ATP用于维持生命，但是不能用于生长。它们又是专性厌氧的，即使在微氧环境中也不能生长。由于对硫化物的亲和性很好，所有的Chlorobiaceae都具有良好的代谢硫化物能力，而且对维持能的要求不高。
氰细菌的特点是能够利用水作为光合成的电子供体并产生氧，从这一点看，氰细菌与高等植物有类似之处，但是，它们的碳和氮代谢与专性光养菌类似。氰细菌的一些菌株也能够利用硫化物作为光合成的电子供体，最终产物是元素硫。
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