Hier wird das Modul Stoffwechselphysiologie mit der Ökologie verknüpft.
Die Prozesse der Fotosynthese stellen ein bemerkenswerte Fähigkeit der Natur dar, Biomasse zu produzieren. Fotosynthetisch aktive Organismen und „Kohlenstoffdioxid, Wasser und Lichtenergie“ bilden Jahr für Jahr Milliarden Tonnen Biomasse. Die Fotosynthese sorgt dafür, dass Sauerstoff in der Atmosphäre vorhanden ist. Ohne die Vorgänge der Fotosynthese wäre eine Welt, wie wir sie kennen, nicht denkbar. Die hetero-organotrophe Artenvielfalt hat sich aus dem „Sauerstoff-Reichtum“ entwickelt.
Die Gesamtmenge organischer Substanzen, die im Verlauf eines Kalenderjahres durch fotosynthetisch aktive Pflanzen, Cyanobakterien und andere fotoautotrophe Organismen in einem Ökosystem gebunden wird, bezeichnet man als Bruttoprimärproduktion.
Um Fotosynthese optimal betreiben zu können, spielen weit mehr Faktoren eine Rolle als CO2, H2O und das Sonnenlicht.
In der Ökologie werden diese einflussnehmenden Faktoren als abiotische bzw. biotische Umweltfaktoren zusammengefasst.
Während im Laborexperiment ein Parameter nach dem anderen geändert werden kann, wird die Fotosynthese in der Natur immer von mehreren Umweltfaktoren beeinflusst.
Dabei spielen die abiotischen Faktoren Temperatur, Lichtintensität, Bodenfeuchtigkeit/Wassergehalt und Mineralstoffgehalt des Bodens eine große Rolle bei der Frage der erreichten Fotosyntheserate.