Dans les cycles de vie des graines des plantes, les graines se trouvent en état de dormance avant les stades de germination. Il y a peu d'activité pendant les périodes de dormance car les graines attendent que les conditions environnementales soient bonnes pour que la croissance commence. Une fois la germination commencée, les taux de respiration cellulaire augmentent considérablement afin de fournir les matériaux nécessaires pour les premiers stades de croissance des plantes.
Fonctions de respiration cellulaire
Les processus de respiration cellulaire permettent aux cellules de convertir les éléments nutritifs existants en énergie. Pendant les périodes de dormance, les graines des plantes respirent juste assez pour maintenir la nourriture ou les nutriments dans une couche de graines spécialisée connue sous le nom d'endosperme. Au sein des plantes à fleurs, les structures de l'endosperme sont le produit d'un double processus de fertilisation qui a lieu lors de la première fécondation d'un ovule ou ovaire de plante. En effet, l'endosperme pourvoit aux besoins nutritionnels de la graine et effectue les fonctions de respiration cellulaire nécessaires tout au long de la période de dormance. Le début de la germination impose des exigences énergétiques substantielles aux graines à mesure que les processus de croissance des plantes prennent forme. En conséquence, les taux de respiration cellulaire augmentent pour s'adapter aux activités de construction cellulaire nécessaires pour briser la graine et produire les structures initiales de racine et de tige.
Déclencheurs de respiration cellulaire
Les graines de plantes proviennent de fleurs, de fruits, des plantes et des arbres verts qui poussent dans une myriade de conditions environnementales. Sans surprise, chaque type de semence recherche certains déclencheurs environnementaux qui déclenchent le début des processus de germination. Selon l'Université Cornell, les déclencheurs environnementaux peuvent apparaître comme une augmentation des niveaux de nutriments dans le sol, des changements de température du sol, une augmentation des quantités de pluie ou une augmentation de la quantité et de la qualité de la lumière. Une fois les conditions requises remplies, les graines commencent à augmenter leur taux d'absorption d'eau, ce qui marque le début de la germination. L'augmentation de l'absorption d'eau permet aux graines de mobiliser les réserves alimentaires stockées dans les couches d'endosperme. Ces processus activent certaines enzymes qui déclenchent une augmentation des taux de respiration cellulaire d'une graine.
Processus de respiration cellulaire
Les graines en germination effectuent des processus de respiration cellulaire de la même manière que les cellules végétales et animales. La respiration cellulaire se déroule en trois étapes à partir de la glycolyse. L'étape de glycolyse utilise des molécules de glucose pour produire deux unités d'énergie ou des molécules d'ATP (adénosine triphosphate) ainsi que d'autres matières chimiques. Le cycle de Krebs constitue la deuxième étape de la respiration cellulaire. Cette étape utilise les produits de la glycolyse pour produire deux unités énergétiques supplémentaires et transforme les produits chimiques restants de la glycolyse en molécules transportant l'hydrogène. La chaîne de transport d'électrons est la troisième étape du processus respiratoire et est alimentée par les deux molécules d'ATP produites dans le cycle de Krebs. Cette étape combine l'énergie contenue à l'intérieur des molécules d'hydrogène du cycle de Krebs avec l'oxygène pour créer 38 molécules d'ATP. Ce processus en trois étapes se répète encore et encore au sein de chaque cellule végétale individuelle. Les molécules d'ATP produites par la respiration cellulaire fournissent l'énergie nécessaire à la germination des graines pour commencer et alimentent les activités de construction cellulaire qui forment finalement le corps végétal.
