ضمن دورات حياة البذور النباتية ، تتواجد البذور في حالة السكون قبل مراحل الإنبات. يحدث القليل من النشاط خلال فترات السكون حيث تنتظر البذور الظروف البيئية المناسبة للنمو. بمجرد بدء الإنبات ، تزداد معدلات التنفس الخلوي زيادة كبيرة من أجل توفير المواد اللازمة لمراحل نمو النبات الأولية.
تتزايد أنشطة التنفس الخلوي بشكل كبير عندما تبدأ البذور في الإنبات.وظائف التنفس الخلوية
توفر عمليات التنفس الخلوية وسيلة للخلايا لتحويل المواد الغذائية الموجودة إلى طاقة. أثناء فترات السكون ، تتنفس بذور النباتات بما يكفي للحفاظ على الغذاء ، أو إمدادات المواد الغذائية داخل طبقة بذور متخصصة تُعرف باسم السويداء. داخل النباتات المزهرة ، تكون هياكل الإندوسبيرم هي نتاج عملية الإخصاب المزدوج التي تحدث عندما يتم تخصيب البويضة أو المبيض أولاً. في الواقع ، يوفر الإندوسبيرم احتياجات البذور الغذائية وينفذ وظائف التنفس الخلوية اللازمة طوال فترة السكون. تضع بداية الإنبات طلبًا كبيرًا على الطاقة مع ظهور عمليات نمو النبات. ونتيجة لذلك ، تزداد معدلات التنفس الخلوية لاستيعاب أنشطة بناء الخلايا اللازمة لكسر البذرة وإنتاج البنى الأولية للجذر والساق.
مشغلات التنفس الخلوية
تنشأ بذور النباتات من الزهور والفواكه والنباتات الخضراء والأشجار التي تنمو في عدد لا يحصى من الظروف البيئية. ليس من المستغرب أن يبحث كل نوع من البذور عن محفزات بيئية معينة تحث على بدء عمليات الإنبات. وفقًا لجامعة كورنيل ، قد تظهر المحفزات البيئية كمستويات متزايدة من المغذيات في التربة ، أو تغيرات في درجة حرارة التربة ، أو زيادة كميات الأمطار أو زيادة في كمية ونوعية الضوء. بمجرد استيفاء الشروط اللازمة ، تبدأ البذور في زيادة معدلات امتصاص الماء ، والتي تمثل بداية الإنبات. الزيادات في امتصاص الماء تمكن البذور من تعبئة احتياطيات الغذاء المخزنة داخل طبقات السويداء. تعمل هذه العمليات على تنشيط بعض الإنزيمات التي تؤدي إلى زيادة في معدلات التنفس الخلوي للبذور.
عملية التنفس الخلوي
تنفذ بذور الإنبات عمليات التنفس الخلوي بنفس الطريقة التي تنفذ بها الخلايا النباتية والحيوانية. يتم التنفس الخلوي في ثلاث مراحل تبدأ من التحلل. تستخدم مرحلة تحلل السكر جزيئات الجلوكوز لإنتاج وحدتين من الطاقة أو جزيئات ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات) إلى جانب مواد كيميائية أخرى. دورة كريبس تشكل المرحلة الثانية من التنفس الخلوي. تستخدم هذه المرحلة منتجات تحلل السكر لإنتاج وحدتين إضافيتين من الطاقة وتحويل المواد الكيميائية المتبقية من تحلل السكر إلى جزيئات تحمل الهيدروجين. سلسلة نقل الإلكترون هي المرحلة الثالثة في عملية التنفس وتغذيها جزيئات ATP المنتجة في دورة كريبس. تجمع هذه المرحلة بين الطاقة الموجودة داخل جزيئات الهيدروجين من دورة كريبس والأكسجين لإنشاء 38 جزيء ATP. تتكرر هذه العملية ثلاثية المراحل مرارًا وتكرارًا داخل كل خلية نباتية فردية. توفر جزيئات ATP التي ينتجها التنفس الخلوي الطاقة اللازمة لبدء إنبات البذور وتغذية أنشطة بناء الخلايا التي تشكل الجسم النباتي في نهاية المطاف.
