В рамках жизненного цикла семян растений семена пребывают в состоянии покоя до стадии прорастания. В период покоя происходит небольшая активность, поскольку семена ждут подходящих условий окружающей среды для начала роста. Как только начинается прорастание, скорость клеточного дыхания резко увеличивается, чтобы обеспечить необходимые материалы для начальных стадий роста растений.
Процессы клеточного дыхания позволяют клеткам преобразовывать существующие питательные вещества в энергию. В периоды покоя семена растений дышат ровно настолько, чтобы поддерживать запасы пищи или питательных веществ в специальном слое семян, известном как эндосперм. Внутри цветковых растений структуры эндосперма являются продуктом двойного процесса оплодотворения, который происходит при первом оплодотворении семяпочки или завязи растения. По сути, эндосперм обеспечивает потребности семян в питательных веществах и выполняет необходимые функции клеточного дыхания на протяжении всего периода покоя. Начало прорастания требует значительных затрат энергии на семена по мере того, как формируются процессы роста растений. В результате скорость клеточного дыхания увеличивается, чтобы приспособиться к деятельности по построению клеток, необходимой для взлома семени и образования первоначальных структур корня и стебля.
Семена растений происходят из цветов, фруктов, зеленых растений и деревьев, которые растут в самых разных условиях окружающей среды. Неудивительно, что каждый тип семян ищет определенные триггеры окружающей среды, которые запускают процессы прорастания. По данным Корнельского университета, триггеры окружающей среды могут проявляться как повышенный уровень питательных веществ в организме. почвы, изменения температуры почвы, увеличение количества осадков или увеличение количества и качества свет. Как только необходимые условия соблюдены, семена начинают увеличивать степень водопоглощения, что означает начало прорастания. Повышение водопоглощения позволяет семенам мобилизовать запасы пищи, хранящиеся в слоях эндосперма. Эти процессы активируют определенные ферменты, которые вызывают увеличение скорости клеточного дыхания семян.
Прорастающие семена осуществляют процессы клеточного дыхания во многом так же, как клетки растений и животных. Клеточное дыхание проходит в три этапа, начиная с гликолиза. На стадии гликолиза молекулы глюкозы используются для производства двух единиц энергии или молекул АТФ (аденозинтрифосфата) вместе с другими химическими веществами. Цикл Кребса составляет вторую стадию клеточного дыхания. На этом этапе продукты гликолиза используются для производства еще двух энергетических единиц и преобразования химикатов, оставшихся после гликолиза, в молекулы, несущие водород. Цепь переноса электронов является третьей стадией процесса дыхания и питается двумя молекулами АТФ, образующимися в цикле Кребса. Эта стадия объединяет энергию, содержащуюся в молекулах водорода из цикла Кребса, с кислородом, чтобы создать 38 молекул АТФ. Этот трехэтапный процесс повторяется снова и снова в каждой отдельной растительной клетке. Молекулы АТФ, продуцируемые клеточным дыханием, обеспечивают энергию для прорастания семян и подпитывают деятельность по построению клеток, которая в конечном итоге формирует тело растения.