Вопрос 18. Превращения веществ при прорастании семян

Крахмал, белки, жиры – все эти соединения нерастворимые в воде, плохо передвигающиеся сложные органические вещества. В процессе прорастания происходит перевод их в растворимые соединения, легко используемые для питания зародыша, поэтому необходимы соответствующие ферменты. Частично ферменты находятся в эндосперме или зародыше в связанном, неактивном состоянии и под влиянием набухания переходят в активное состояние.

При прорастании семян активно происходит мобилизация запасных веществ:

1. Уже через 2-3 суток – гидролитическое расщепление значительной части крахмала под влиянием ферментов амилаз с последовательным образованием декстринов, мальтозы и конечного продукта – глюкозы.

2. Гидролиз белков протеазами – образуются аминокислоты, которые служат источником углерода и азота для синтеза белков и других азотистых соединений в клетках развивающегося проростка.

В тканях проростка имеются все необходимые ферменты, чтобы обеспечить метаболическое взаимопревращение аминокислот путем переаминирования и дезаминирования и таким образом создать фонд аминокислот, отвечающих потребностям растения на данном этапе его развития.

хлорофилла, а восстановленный НАД может окисляться с образованием 3АТФ.

3. Гидролитическое расщепление липидов, содержащихся в зародыше, эндосперме или семядолях.

Продукты гидролиза – жирные кислоты и глицерин, которые далее подвергаются окислительному распаду и другим превращениям. Образующиеся в процессе их окисления молекулы ацетил-КоА вовлекаются в цикл Кребса.

В прорастающих семенах липиды довольно быстро превращаются в углеводы.

Центр синтеза ферментов у семян злаковых – щиток зародыша. Синтез амилаз, липаз, протеаз в щитке активируется при набухании семян, что и обеспечивает утилизацию крахмала, липидов и белков, содержащихся в эндосперме и алейроновом слое.

При прорастании семян в зародыше и проростке увеличивается содержание нуклеиновых кислот.

Проростки получают из запасных веществ семян в гетеротрофный период развития минеральное питание: калий, фосфор, магний, азот.

Основной источник фосфатов – фитин, неорганического фосфора недостаточно для прорастания семян.

Энергия для процессов, происходящих при прорастании семян поставляется процессом дыхания. Уже в первый период после намачивания интенсивность поглощения кислорода возрастает. Возрастание интенсивности дыхания сопровождается усилением накопления АТФ, что и является, в свою очередь, необходимым условием для процессов обмена.

Образовавшиеся в процессе распада соединения перетекают в осевую часть зародыша и там используются частично как дыхательный материал, а частично для построения веществ, необходимых для роста новых клеток и органов. Так, поступившие в осевую часть зародыша питательные вещества расходуются на построение новых белков и нуклеиновых кислот, компонентов клеточных оболочек (целлюлозы, пектиновых веществ), а также различных липидов, входящих в состав мембран.

Процессы, протекающие при прорастании семян:

1. Поглощение воды – сухие семена поглощают воду из воздуха или какого-либо субстрата

2. Набухание – происходит тогда, когда семена достигают влажности выше критической

3. Рост первичных корешков – отмечается с момента деления клеток

4. Развитие проростка – начинается с его появления и происходит за счет использования запасных веществ эндосперма

5. Становление проростка – заключительная фаза прорастания семян, продолжается до перехода его к полному автотрофному питанию.