V življenjskih ciklih rastlinskih semen semena pred fazami kalitve prebivajo v stanju mirovanja. Med obdobji mirovanja se pojavlja majhna aktivnost, saj semena čakajo, da začnejo rasti ustrezni okoljski pogoji. Ko se začne kalitev, se hitrost celičnega dihanja drastično poveča, da bi zagotovili potrebne materiale za začetne faze rasti rastlin.
Celične dihalne aktivnosti se dramatično povečajo, ko seme začne kaliti.Funkcije celičnega dihanja
Procesi celičnega dihanja celicam omogočajo pretvorbo obstoječih hranilnih snovi v energijo. V obdobju mirovanja rastlinska semena zadržijo ravno toliko, da ohranijo hrano ali zaloge hranil v specializiranem semenskem sloju, poznanem kot endosperm. Znotraj cvetočih rastlin so strukture endosperma produkt dvojnega gnojenja, ki se zgodi, ko je prvič oplojena rastlinska ovula ali jajčnik. Endosperm dejansko skrbi za potrebe semen po hranilih in izvaja potrebne funkcije celičnega dihanja v celotnem obdobju mirovanja. Začetek kalitve semen povzroča velike potrebe po energiji, ko se oblikujejo procesi rasti rastlin. Posledično se stopnja celičnega dihanja poveča za prilagoditev aktivnosti celične gradnje, ki so potrebne za razgradnjo semena in proizvodnjo začetnih struktur korenin in stebel.
Sprožilci celične dihanja
Semena rastlin izvirajo iz cvetov, plodov, zelenih rastlin in dreves, ki rastejo v nešteto okoljskih pogojih. Ni presenetljivo, da vsaka vrsta semen poišče določene okoljske sprožilce, ki spodbudijo začetek procesov kalitve. Po mnenju univerze Cornell se okoljski sprožilci lahko kažejo kot povečana raven hranilnih snovi v tleh, spremembe temperature tal, povečane količine padavin ali povečanje količine in kakovosti svetlobe. Ko so izpolnjeni potrebni pogoji, začnejo semena povečati stopnjo absorpcije vode, kar pomeni začetek kalitve. Povečanje absorpcije vode omogoča, da semena mobilizirajo zaloge hrane, shranjene v slojih endosperma. Ti procesi aktivirajo nekatere encime, ki sprožijo povečanje hitrosti celičnega dihanja v semenu.
Postopek celičnega dihanja
Kaliva semena izvajajo procese celičnega dihanja na enak način kot rastlinske in živalske celice. Celično dihanje poteka v treh stopnjah, začenši z glikolizo. Na stopnji glikolize se uporabljajo molekule glukoze za proizvodnjo dveh enot energije ali molekul ATP (adenozin trifosfat) skupaj z drugimi kemičnimi materiali. Krebsov cikel tvori drugo stopnjo celičnega dihanja. V tej fazi se proizvodi iz glikolize proizvajajo še dve energijski enoti in kemikalije, ki so ostale od glikolize, pretvorijo v molekule, ki prenašajo vodik. Elektronska transportna veriga je tretja faza v procesu dihanja, ki jo poganjata dve molekuli ATP, proizvedeni v Krebsovem ciklu. Ta stopnja združuje energijo, ki jo vsebujejo molekuli vodika iz Krebsovega cikla, s kisikom, da nastane 38 molekul ATP. Ta postopek v treh stopnjah se vedno znova ponavlja v vsaki posamezni rastlinski celici. Molekule ATP, ki nastanejo s celičnim dihanjem, zagotavljajo energijo za začetek kalitve semen in spodbujajo dejavnosti izgradnje celic, ki na koncu tvorijo rastlinsko telo.
