Kasvien siementen elinkaaren aikana siemenet ovat lepotilassa ennen itämisvaiheita. Lepoaikana tapahtuu vähän aktiivisuutta, koska siemenet odottavat kasvua varten oikeita ympäristöolosuhteita. Kun itäminen alkaa, solujen hengitysnopeudet nousevat dramaattisesti, jotta saataisiin tarvittavat materiaalit kasvien alkuvaiheen kasvuvaiheisiin.
Soluhengitystoimet lisääntyvät dramaattisesti, kun siemenet alkavat itää.Soluhengitystoiminnot
Soluhengitysprosessit tarjoavat soluille keinon muuntaa olemassa olevat ravintoaineet energiaksi. Lepotilan aikana kasvien siemenet elävät vain niin paljon, että ne pitävät yllä ruokaa tai ravintoaineita erikoistuneessa siemenkerroksessa, jota kutsutaan endospermiksi. Kukkakasveissa endospermirakenteet ovat kaksinkertaisen lannoitusprosessin tuote, joka tapahtuu, kun kasvin munasolut tai munasarjat hedelmöitetään ensimmäisen kerran. Itse asiassa endospermi huolehtii siementen ravintotarpeista ja suorittaa tarvittavat solujen hengitystoiminnot koko lepotilan ajan. Itämisen alkaminen asettaa siemenelle huomattavia energiantarpeita kasvien kasvuprosessien muotoutuessa. Seurauksena on, että solujen hengitysnopeudet nousevat, jotta ne sopisivat solun rakentamistoimintoihin, joita tarvitaan siemenen avaamiseksi ja alkuperäisten juuri- ja varsirakenteiden tuottamiseksi.
Solun hengityksen liipaisimet
Kasvien siemenet ovat peräisin kukista, hedelmistä, vihreistä kasveista ja puista, jotka kasvavat lukemattomissa ympäristöoloissa. Ei ole yllättävää, että jokainen siementyyppi etsii tiettyjä ympäristön laukaisevia tekijöitä, jotka nopeuttavat itämisprosesseja. Cornellin yliopiston mukaan ympäristön laukaisevat tekijät voivat esiintyä lisääntyneinä ravinnepitoisuuksina maaperässä, muutoksina maan lämpötilassa, lisääntyneinä sademääräinä tai lisääntyneinä valon määrässä ja laadussa. Kun tarvittavat edellytykset täyttyvät, siemenet alkavat kasvattaa veden imeytymisnopeuttaan, mikä merkitsee itämisen alkua. Veden imeytymisen lisääntyminen antaa siemenille mahdollisuuden mobilisoida endospermin kerroksiin varastoituneet ruokavarat. Nämä prosessit aktivoivat tiettyjä entsyymejä, jotka laukaisevat siementen hengitysnopeuden lisääntymisen.
Soluhengitysprosessi
Idustuvat siemenet suorittavat solujen hengitysprosessit samalla tavalla kuin kasvi- ja eläinsolut. Soluhengitys tapahtuu kolmessa vaiheessa alkaen glykolyysiin. Glykolyysivaiheessa käytetään glukoosimolekyylejä tuottamaan kaksi energiayksikköä tai ATP (adenosiinitrifosfaatti) molekyyliä yhdessä muiden kemiallisten aineiden kanssa. Krebs-sykli muodostaa solujen hengityksen toisen vaiheen. Tämä vaihe käyttää glykolysointituotteita tuottamaan vielä kaksi energiayksikköä ja muuttaa glykolysistä jäljelle jääneet kemikaalit vetyä kantaviksi molekyyleiksi. Elektronin kuljetusketju on hengitysprosessin kolmas vaihe, ja sitä käyttävät kaksi Kreps-syklissä tuotettua ATP-molekyyliä. Tämä vaihe yhdistää Krebs-syklin vetymolekyylien sisältämän energian hapen kanssa 38 ATP-molekyylin luomiseksi. Tämä kolmivaiheinen prosessi toistuu uudestaan ja uudestaan kussakin yksittäisessä kasvisolussa. Soluhengityksellä tuotetut ATP-molekyylit tarjoavat energiaa siementen itämisen alkamiselle ja polttavat solunrakennusta, joka lopulta muodostaa kasvin rungon.
