V životných cykloch semien rastlín sa semená nachádzajú pred stavom klíčenia. Počas období pokoja dochádza k malej aktivite, pretože semená čakajú na správne podmienky prostredia, aby mohol začať rast. Po začatí klíčenia sa rýchlosť respirácie buniek dramaticky zvyšuje, aby sa poskytli potrebné materiály pre počiatočné štádiá rastu rastlín.
Keď semená začínajú klíčiť, dramaticky sa zvyšujú aktivity dýchacích ciest.Funkcie bunkového dýchania
Bunkové dýchacie procesy poskytujú bunkám prostriedky na premenu existujúcich výživných materiálov na energiu. Počas období pokoja, semená rastlín dýchajú len tak, aby udržali zásoby potravín alebo výživných látok v rámci špeciálnej vrstvy semien známej ako endosperm. V rámci kvitnúcich rastlín sú endospermové štruktúry produktom procesu dvojitého hnojenia, ku ktorému dochádza pri prvom oplodnení rastlinného vajíčka alebo vaječníka. Endosperm v skutočnosti zaisťuje výživové potreby semien a vykonáva potrebné bunkové respiračné funkcie počas obdobia dormancie. Začiatok klíčenia kladie na semeno značné energetické nároky, keď sa formujú procesy rastu rastlín. V dôsledku toho sa rýchlosť respirácie buniek zvyšuje, aby sa prispôsobili činnostiam súvisiacim s budovaním buniek, ktoré sú potrebné na otvorenie semena a vytvorenie počiatočných štruktúr koreňov a kmeňov.
Spúšťače bunkového dýchania
Semená rastlín pochádzajú z kvetov, ovocia, zelených rastlín a stromov, ktoré rastú v nespočetných množstvách environmentálnych podmienok. Niet divu, že každý typ semena hľadá určité environmentálne spúšťače, ktoré podnecujú začiatok procesov klíčenia. Podľa Cornell University sa môžu environmentálne spúšťače javiť ako zvýšené hladiny výživných látok v pôde, zmeny teploty pôdy, zvýšené množstvo zrážok alebo zvýšenie množstva a kvality svetla. Akonáhle sú splnené potrebné podmienky, semená začínajú zvyšovať svoju rýchlosť absorpcie vody, čo znamená začiatok klíčenia. Zvýšenie absorpcie vody umožňuje semenám mobilizovať zásoby potravín uložené vo vrstvách endospermu. Tieto procesy aktivujú určité enzýmy, ktoré spúšťajú zvýšenie bunkovej respiračnej rýchlosti semien.
Proces bunkovej respirácie
Klíčiace semená vykonávajú bunkové dýchacie procesy rovnako ako rastlinné a živočíšne bunky. Bunkové dýchanie sa uskutočňuje v troch fázach, počínajúc glykolýzou. Glykolýza využíva molekuly glukózy na výrobu dvoch jednotiek energie alebo molekúl ATP (adenozíntrifosfát) spolu s inými chemickými materiálmi. Krebsov cyklus tvorí druhú fázu bunkového dýchania. V tejto fáze sa používajú produkty z glykolýzy na výrobu ďalších dvoch energetických jednotiek a transformácia chemikálií zvyšných z glykolýzy na molekuly nesúce vodík. Elektrónový transportný reťazec je tretím stupňom respiračného procesu a je poháňaný dvoma molekulami ATP produkovanými v Krebsovom cykle. Táto fáza kombinuje energiu obsiahnutú vo vnútri molekúl vodíka z Krebsovho cyklu s kyslíkom a vytvára 38 ATP molekúl. Tento trojstupňový proces sa opakuje znovu a znovu v každej jednotlivej rastlinnej bunke. Molekuly ATP produkované bunkovou respiráciou poskytujú energiu na klíčenie semien, ktoré začínajú, a poháňajú činnosti spojené s budovaním buniek, ktoré nakoniec tvoria rastlinné telo.
