Bunkové dýchanie v klíčiacich semenách

V rámci životných cyklov semien rastlín sa semená nachádzajú pred vegetačným štádiom v pokoji. Počas obdobia vegetačného pokoja nastáva malá aktivita, pretože semená čakajú na zahájenie vhodných environmentálnych podmienok. Akonáhle začne klíčenie, rýchlosti bunkového dýchania sa dramaticky zvyšujú, aby sa získal potrebný materiál pre počiatočné fázy rastu rastlín.

Procesy bunkového dýchania poskytujú bunkám prostriedky na premenu existujúcich výživných materiálov na energiu. V období vegetačného pokoja dýchajú semená rastlín toľko, aby udržali jedlo alebo zásoby živín v špecializovanej vrstve semien známej ako endosperm. V kvitnúcich rastlinách sú štruktúry endospermu produktom procesu dvojitého oplodnenia, ktorý prebieha pri prvom oplodnení vajíčka alebo vaječníka rastliny. Endosperm v skutočnosti zaisťuje potrebu výživy semena a vykonáva potrebné bunkové dýchacie funkcie po celú dobu vegetačného pokoja. Začiatok klíčenia kladie na osivo značné energetické nároky, pretože sa formujú procesy rastu rastlín. Vo výsledku sa zvyšuje rýchlosť bunkového dýchania, aby sa prispôsobili bunkovým budovacím činnostiam potrebným na rozlomenie semena a vytvorenie počiatočných koreňových a kmeňových štruktúr.

Semená rastlín pochádzajú z kvetov, plodov, zelených rastlín a stromov, ktoré rastú v nespočetných podmienkach prostredia. Nie je prekvapením, že každý typ semena vyhľadáva určité environmentálne spúšťače, ktoré urýchľujú začatie procesov klíčenia. Podľa Cornellovej univerzity sa environmentálne spúšťače môžu javiť ako zvýšená hladina živín v tele pôda, zmeny teploty pôdy, zvýšené množstvo zrážok alebo zvýšenie množstva a kvality svetlo. Akonáhle sú splnené potrebné podmienky, začnú semená zvyšovať rýchlosť absorpcie vody, čo znamená začiatok klíčenia. Zvýšenie absorpcie vody umožňuje semenám mobilizovať zásoby potravy uložené vo vrstvách endospermu. Tieto procesy aktivujú určité enzýmy, ktoré spúšťajú zvýšenie rýchlostí bunkového dýchania semena.

Klíčiace semená vykonávajú bunkové dýchacie procesy rovnakým spôsobom ako bunky rastlín a zvierat. Bunkové dýchanie prebieha v troch fázach počínajúc glykolýzou. Fáza glykolýzy využíva molekuly glukózy na výrobu dvoch jednotiek energie alebo molekúl ATP (adenozíntrifosfát) spolu s ďalšími chemickými materiálmi. Krebsov cyklus tvorí druhý stupeň bunkového dýchania. Táto fáza využíva produkty z glykolýzy na výrobu ďalších dvoch energetických jednotiek a transformuje zvyšné chemikálie z glykolýzy na molekuly nesúce vodík. Elektrónový transportný reťazec je tretím stupňom dýchacieho procesu a je poháňaný dvoma molekulami ATP produkovanými v Krebsovom cykle. Tento stupeň kombinuje energiu obsiahnutú vo vnútri molekúl vodíka z Krebsovho cyklu s kyslíkom a vytvára 38 molekúl ATP. Tento trojstupňový proces sa opakuje znovu a znovu v každej jednotlivej rastlinnej bunke. Molekuly ATP produkované bunkovým dýchaním poskytujú energiu pre začatie klíčenia semien a poháňajú aktivity pri vytváraní buniek, ktoré nakoniec formujú telo rastliny.

  • Zdieľam
instagram viewer