В течение жизненных циклов семян растений семена находятся в состоянии покоя до стадий прорастания. Небольшая активность происходит во время периодов покоя, так как семена ждут правильных условий окружающей среды для роста. Как только начинается прорастание, частота клеточного дыхания резко возрастает, чтобы обеспечить необходимые материалы для начальных стадий роста растений.
Активность клеточного дыхания резко возрастает, когда семена начинают прорастать.
Функции клеточного дыхания
Процессы клеточного дыхания обеспечивают средства для клеток, которые превращают существующие питательные вещества в энергию. Во время периодов покоя растения семена дышат достаточно, чтобы поддерживать пищу или питательные вещества в специализированном семенном слое, известном как эндосперм. В цветущих растениях структуры эндосперма являются продуктом процесса двойного оплодотворения, который происходит, когда овула растения или яичник сначала оплодотворяются. Фактически, эндосперм обеспечивает потребности в питательных веществах семян и выполняет необходимые функции клеточного дыхания в течение периода покоя. Начало прорастания предъявляет существенные энергетические требования к семенам, когда процессы роста растений складываются. В результате скорость клеточного дыхания увеличивается, чтобы приспособить деятельность по созданию клеток, необходимую для разрыва семени и получения исходных корневых и стеблевых структур.
Клеточные дыхательные триггеры
Семена растений происходят из цветов, фруктов, зеленых растений и деревьев, которые растут в мириаде экологических условий. Неудивительно, что каждый тип семян ищет определенные экологические триггеры, которые подсказывают начало процессов прорастания. По мнению Корнеллского университета, экологические триггеры могут проявляться в виде повышенного уровня питательных веществ в почве, изменения температуры почвы, увеличения количества осадков или увеличения количества и качества света. После того, как необходимые условия будут соблюдены, семена начнут увеличивать свои показатели водопоглощения, что знаменует начало прорастания. Увеличение поглощения воды позволяет семенам мобилизовать запасы пищи, хранящиеся в слоях эндосперма. Эти процессы активируют определенные ферменты, которые вызывают увеличение скорости клеточного дыхания семян.
Процесс клеточного дыхания
Прорастающие семена выполняют процессы клеточного дыхания во многом так же, как и клетки растений и животных. Клеточное дыхание происходит в три этапа, начиная с гликолиза. На стадии гликолиза используют молекулы глюкозы для получения двух единиц энергии или молекул АТФ (аденозинтрифосфат) наряду с другими химическими веществами. Цикл Кребса составляет вторую стадию клеточного дыхания. Этот этап использует продукты из гликолиза для производства еще двух энергетических единиц и превращает химические вещества, оставшиеся от гликолиза, в молекулы, несущие водород. Электронная транспортная цепь является третьей стадией процесса дыхания и питается двумя молекулами АТФ, продуцируемыми в цикле Кребса. Этот этап объединяет энергию, содержащуюся внутри молекул водорода из цикла Кребса с кислородом, для создания 38 АТФ-молекул. Этот трехстадийный процесс повторяется снова и снова в каждой отдельной растительной клетке. Молекулы АТФ, продуцируемые клеточным дыханием, обеспечивают энергию для прорастания семян для начала и подпитывают деятельность по созданию клеток, которые в конечном итоге образуют тело растения.