Различные виды бесполого размножения характеризуются в первую очередь тем, что осуществляются без участия половых клеток. Это самый древний способ размножения, который часто встречается у простейших. Его иногда называют агамной цитогонией, по предложению известного биолога М. Гартмана (1924).

У простейших размножение происходит в виде деления всей особи. Самая обычная его форма — деление надвое, которое называют простым или бинарным. При этом образуются две идентичные дочерние клетки. Бинарному делению предшествует митоз ядра материнской особи, обособление ци­топлазмы вокруг ядер, их расхождение, а затем перешнуровка и отделе­ние дочерних особей (рис. 18). Бинарное де­ление наблюдается у амеб, жгутиконосцев и инфузорий. В простей­шем случае (у голых амеб) оно происходит в любом направлении, но у других простейших оно стабильно: жгутико­вые делятся в продоль­ном, а инфузории — в по­перечном направлении. Органоиды клетки при бинарном размножении либо разделяются ме­жду дочерними особями, либо образуются заново у одной из них, как это бывает со жгутиками и пульсирующими вакуолями.

У некоторых простейших деление имеет иной характер. Ядро клет­ки-организма делится митотическим путем многократно, а вслед за этим сама клетка разделяется на множество дочерних. Это множест­венное деление, или шизогония (от греч. шизос — распад).

Шизогония особенно характерна для представителей класса споровиков. Приме­ром может служить эритроцитарная шизогония малярийного плазмо­дия в организме человека. В этом случае ядро организма претерпевает серию митозов без распада на особи, а затем, когда число дочерних ядер достигнет определенного количества, следуют обособление ци­топлазмы вокруг ядер, образование клеточной мембраны и одновре­менный выход множества особей из-под разорвавшейся оболочки ма­теринской клетки. Стадия, на которой происходит множественное де­ление, называется шизонтом. У малярийного плазмодия шизогония приводит к образованию сразу около тысячи дочерних клеток, каждая из которых может проникнуть в эритроцит крови. Такая высокая пло­довитость компенсирует большие потери, сопровождающие передачу паразита от одного хозяина к другому. В паразитологии это получило название закона большого числа потомков.

У паразитических жгути­коносцев из рода трипаносом наблюдаются оба варианта деления — простое и множественное (рис. 19).

Рис. 18. Бесполое размножение амебы путем деления

Рис. 19. Варианты бесполого размножении трипаносом: а, б, в — деление надвое; г, д, е — шизогония

Особым видом размножения простейших, также бесполого, являет­ся образование спор. Оно характерно для представителей класса споровиков. Споры простейших — это одно- или многоклеточ­ные образования, окруженные плотной оболочкой. С помощью спор организмы распространяются и переживают неблагоприятные усло­вия, так как они отличаются большой устойчивостью. Материал с сайта http://doklad-referat.ru

Спорообразование присуще также бактериям, однако этот процесс не связан с размножением (см. Спорообразование у бактерий).

см. Партеногенез

В последнее время многие зоологи к бесполому относят и однопо­лое размножение, или партеногенез. Формально это правильно, по­скольку при партеногенезе нет основного признака полового размно­жения — получения генетического материала с участием мужских га­мет. Но традиционно большинство ученых относит партеногенез к по­ловому, хотя и не совсем обычному, размножению.

Источник: doklad-referat.ru

Сложение двоичных чисел.

Сложение  выполняется поразрядно столбиком, начиная с младшего разряда и используя таблицы двоичного сложения:

0 + 0 = 0    
0 + 1 = 1                
1 + 0 = 1                 
1 + 1 = 10.

При сложении необходимо помнить, что 1+1 дают нуль в данном разряде и единицу переноса в старший.
    
     Пример 3.5. Сложить два числа:

 

Вычитание двоичных чисел.

Вычитание выполняется поразрядно столбиком, начиная с младшего разряда и используя таблицы двоичного  вычитания:
0 – 0 = 0
1 – 0 = 1
1 – 1 = 0
10 – 1 = 1.
Пример 3.6. Найти разность двух чисел:

     Т.е. при вычитании двоичных чисел в случае необходимости занимается 1 из старшего разряда, которая равна двум единицам младшего разряда.
    

Умножение двоичных чисел.

Умножение в двоичной системе производится по тому же принципу что и в десятичной системе счисления, при этом используется таблица двоичного умножения:
0 * 0 = 0                   
0 * 1 = 0                   
1 * 0 = 0                   
1 * 1 = 1 .
Пример 3.7. Найти произведение двух чисел:

     Как видно из приведенных примеров, операция умножения может быть представлена как операции сдвига и суммирования.

 

Деление двоичных чисел.

Деление в двоичной системе производится вычитанием делителя со сдвигом вправо, если остаток больше нуля.
     Пример 3.8. Найти частное  двух чисел если:
1. Делимое больше делителя:

      2. Делимое меньше делителя:

     Как видно из приведенных примеров, операция деления может быть представлена как операции сравнения, сдвига и суммирования.

Источник: life-prog.ru

Бинарное деление – основной способ размножения

Прокариоты размножаются преимущественно путем деления материнской бактериальной клетки на 2 идентичные дочерние. При благоприятных условиях бинарное деление происходит каждые 20 минут, а в случае ухудшения условий окружающей среды время, необходимое клетке для роста и деления, увеличивается. В случае неблагоприятных внешних условий прокариоты прекращают размножение на время или вовсе.

Непосредственно самому процессу разделения клетки пополам предшествует период роста цитоплазмы и репликации (удвоения) хромосомы бактерии, как на фото.

Увеличение клеточных размеров происходит вследствие целого ряда скоординированных процессов биосинтеза, которые жестко контролируются. Процесс роста бактерии не бесконечен – по достижению прокариотом заданных критических размеров происходит деление.

Механизм репликации бактериальной ДНК

При удвоении ДНК нуклеоида (аналог ядра в бактериальной клетке) реализуется следующая схема:

• инициация – начало деления ДНК под действием репликона (ферментативного аппарата, участка ДНК, содержащего информацию о дублировании);
• элонгация – удлинение, рост хромосомной цепи;
• терминация – завершение роста цепи и спирализация ДНК при репликации.

Параллельно с репликацией ДНК происходит рост самой клетки, и расстояние между прикрепленными посредством мезосом к цитоплазматической мембране двумя новыми хромосомами постепенно увеличивается. Прокариотическая клетка начинает делиться спустя некоторое время после репликации. Очевидно, именно дублирование ДНК запускает процесс разделения.

Подобный процесс отсутствует для мейоза эукариотов. Процесс мейоза во многом отличается от размножения прокариотов. Кроме того, разделение материнской клетки на две части для грамположительных и грамотрицательных бактерий имеет свои особенности.

Размножение грамотрицательных бактерий

Грамотрицательные бактерии имеют сравнительно тонкую клеточную стенку, на которой приблизительно по центру расположена кольцевая органелла – септальное кольцо. Разделение бактерий происходит путем сокращения органеллы и формирования перетяжки между дочерними клетками, что видно на фото.

Септальное кольцо представляет собой сложный белковый комплекс, куда входит более 12 различных белков. Оно формируется путем последовательного присоединения белков друг к другу в строгой последовательности.

Белки септального кольца выполняют следующие функции, необходимые для размножения:

• моделируют присоединение филаментов (белков кольца) в определенной последовательности к Z-кольцу (незрелая форма кольцевой органеллы);
• обеспечивают привязку Z-кольца к мембране;
• координируют формирование кольцевой органеллы с сегрегацией (разъединением) хромосомы;
• синтезируют пептидогликан – наиболее значимый компонент бактериальной клеточной стенки, который осуществляет осмотическую защиту;
• осуществляют гидролиз пептидогликана для разделения новых клеток.

Перетяжка у грамотрицательных бактерий охватывает все оболочки клетки – цитоплазматическую (внутреннюю) и внешнюю мембраны, а также связанный с ними липопротеидом тонкий слой пептидогликана.

Во время мейоза эукариотов подобный метод разделения клетки перетяжкой не встречается.

Размножение грамположительных бактерий

Толщина стенки грамположительной бактерии более чем в два раза превышает толщину стенки у бактерий грамотрицательных.

Процесс размножения грамположительной бактерии не имеет сходства с митозом и отличается от мейоза эукариотов. По окончании процесса репликации ДНК грамположительные бактерии не создают перетяжку, а синтезируют поперечную перегородку, как на фото. В процессе синтеза, как и у грамотрицательных бактерий при образовании перетяжки, принимают участие мезосомы, формируя перегородку от края к центру клеточной структуры.

Поперечное бинарное деление бактериальной прокариотической клетки всегда продольно и поперечно симметрично, что является еще одним отличием процесса от мейоза клеточной структуры эукариотов.

При благоприятных условиях прямое бинарное деление бактериальных клеток может осуществляться как одной, так и в нескольких плоскостях, что невозможно для мейоза. В случае, когда клетки после разделения не расходятся, происходит образование различных по форме объединений:

• при сечении клетки в одной плоскости формируются цепочки шаровидных или палочковых клеток (сферические диплококки, цепочка палочковидных бактерий, как на фото);
• при разделении в разных плоскостях наблюдаются клеточные скопления разнообразных форм (цепочки стрептококков, пакеты сарцин, грозди стафилококков).

Разнообразие форм прокариотов, которое видно на фото, совершенно не реализуемо для мейоза ядерных клеток.

Подобное поперечное разделение характерно не только для грамположительных бактерий, но и для нитчатых цианобактерий.

Множественное деление цианобактерий

Одной из разновидностей бинарного размножения прокариотов является множественное образование дочерних прокариотов из материнской клетки, типичное для цианобактерий, и совершенно не характерное для мейоза.

Первоначально происходит рост цитоплазмы и репликация хромосомы. Затем, как видно на видео, внутри дополнительного фибриллярного слоя материнского организма осуществляются последовательные бинарные деления, которые приводят к образованию баеоцитов (маленьких клеток). Их число может колебаться от 4 до 1000 единиц и связано с видом цианобактерии. Высвобождаются баеоциты после разрыва стенки материнского прокариота, что видно на видео.

Помимо равновеликого разделения, некоторые бактерии размножаются почкованием.

Почкование как частный случай бинарного деления

У фото- и хемотрофов, независимо от источника пищи (автотрофы или гетеротрофы), обнаруживается возможность размножения организма почкованием.

Механизм процесса выглядит следующим образом:

• на полюсе материнской клетки формируется почка;
• происходит рост почки до размеров материнского организма (это видно на фото), причем для почки синтезируется новая клеточная стенка;
• полноценная дочерняя клетка отделяется от материнской.

Если процесс бинарного разделения не имеет ограничений, как в случае мейоза

для эукариотов, то почкование зависит от факта старения прокариота. В среднем материнская клетка отделяет не более 4 почек.

Почкование имеет свои специфические особенности:

• сохраняется только продольная симметрия (хорошо видно на фото);
• после почкования получаются материнская и дочерняя клетки, тогда как после бинарного разделения материнской клетки нет – есть две равноценные дочерние;
• материнский и дочерний организмы не идентичны, различия между ними хорошо видны – наблюдается процесс старения.

При благоприятных физико-химических условиях прокариоты способны делиться в геометрической прогрессии и заполонить собой весь мир. Однако на деле такого не происходит, так как существуют факторы, сдерживающие бактериальное деление.

Факторы, ограничивающие деление

При всем видовом разнообразии и приспособленности бактерии не размножаются бесконечно. Исследования показал, что рост популяции бактерий происходит в согласии с законом размножения микроорганизмов и поддается числовому и графическому описанию.

Рост популяции, связанный с делением бактерий, состоит из нескольких фаз:

• лаг-фаза – период адаптации, когда требуется время для приспособления к новым условиям обитания, деление не имеет высокого значения;
• логарифмическая фаза – период с наибольшим количеством делений и экспоненциальным ростом популяции;
• стационарная фаза – время, когда рост колонии бактерий стремится к нулю, деление бактерий уравнивается с количеством погибших из-за ограниченности пищевых ресурсов;
• замедление роста – происходит из-за значительного сокращения пищевых ресурсов и накопления токсичных продуктов жизнедеятельности.

Неблагоприятные условия провоцируют прекращение деления бактерий и, как следствие, неизбежную гибель популяции.

Источник: probakterii.ru