De meeste soorten vlinderbloemigen leven in [[Mutualismemutualisme|mutualistische symbiose]] met [[Stikstoffixatiestikstoffixatie|stikstofbindende]] bacteriën van het geslacht ''[[Rhizobium]]''. Deze [[bacteriën]] bevatten [[nitrogenase]], het [[enzym]] dat het gasvormige [[Distikstofdistikstof|stikstof]] (N<sub>2</sub>) uit de bodem met protonen laat reageren tot [[ammonium]] (N<sub>2</sub> + 8 H<sup>+</sup> + 8 e<sup>−</sup> → 2 NH<sub>3</sub> + H<sub>2</sub> en NH<sub>3</sub> + H<sup>+</sup> → NH<sub>4</sub><sup>+</sup>), dat de plant kan gebruiken in z'n stofwisseling door [[aminering]] van [[α-ketoglutaraat]] tot [[glutaminezuur]]. Dit is op zijn beurt een grondstof voor de [[Chemische synthesebiosynthese|synthese]] van andere [[Aminozuuraminozuur|aminozuren]], van [[nucleotide]]s en andere stikstofhoudende plantaardige verbindingen. In ruil voorziet de plant de bacteriën van koolhydraten, eiwitten en juist voldoende zuurstof om de stikstofbinding niet te remmen. [[Leghemoglobineleghemoglobine|Plantaardige hemoglobines]] helpen de ''Rhizobium'' om zuurstof voor dehun ademhaling[[celademhaling]] beschikbaar te hebben, terwijl de vrije zuurstofconcentratie laag genoeg is om niet het stikstofbindende enzym nitrogenase te remmen.
