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Origem da Biologia CelularOrigem da Biologia Celular
Prof. Hamilton Felix Nobrega
• Ciência independente: XVIII – XIX
Vida
• Ciência independente: XVIII – XIX
Vida
Estudo da vida, em seus
mais diversos aspectos e
manifestações
Há 2.500 anos,
gregos distinguiram
estudo da natureza e
questões religiosas
Explicar os
fenômenos naturais
com base em fatos e
processos
Tales de Mileto Hipócrates Aristóteles
“Todos os animais e vegetais,
por mais complicados que sejam,
estão constituídos por uns
poucos elementos que se
repetem em cada um deles.”
Aristóteles
Dividiu a natureza em dois
grandes grupos:
Seres inorgânicos
Seres orgânicos
Surgia, então, a Biologia
como ciência
Lamarck
Até meados do século XIX recorria-se à Teoria da Abiogênese
(Geração Espontânea) para explicar a origem da vida na Terra.
O que afirmava essa teoria?
Até meados do século XIX recorria-se à Teoria da Abiogênese
(Geração Espontânea) para explicar a origem da vida na Terra.
O que afirmava essa teoria?
Formas vivas podem surgir a partir da
matéria bruta em determinadas
circunstâncias, desde que essa matéria
bruta seja dotada de um princípio ativo.
1. Vermes poderiam surgir espontaneamente a partir de
cadáveres em putrefação;
2. Répteis e anfíbios poderiam surgir do lodo do fundo
dos lagos.
A Origem da Vida: Abiogênese
A Origem da Vida: Abiogênese
Francisco Redi (médico e biólogo) demonstrou que os vermes
que surgiam nas carnes podres, eram larvas de moscas, a
Teoria da Biogênese.
O que afirmava essa teoria?
A Origem da Vida: Biogênese
Francisco Redi (médico e biólogo) demonstrou que
os vermes que surgiam nas carnes podres, eram
larvas de moscas, a Teoria da Biogênese.
O que afirmava essa teoria?
Seres vivos surgem somente
pela reprodução de seres de
sua própria espécie.
A Origem da Vida: Abiogênese
A Origem da Vida: Biogênese
Outras teorias sobre a origem da vida
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se originaram de um ser DIVINO.
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a vida na Terra se iniciou de seres vindos
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Hipóteses sobre a origem das primeiras células:
Autotrófica
Na terra primitiva algumas bactérias eram autotróficas, pois
conseguiam produzir açucares e outros compostos a partir da luz
do sol ou de complexas reações químicas que realizam.
Porém, é necessário uma sofisticação estrutural e funcional muito
grande.
Portanto, se organismos mais simples originaram os mais
complexos, os primeiros organismos não poderiam ser os
autotróficos.
Haldane (1892-1964)
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Hipóteses sobre a origem das primeiras células:
Heterotrófica
Através do condicionamento do meio, determinadas formas de
organização molecular tornaram-se dominantes e
desenvolveram-se gradualmente até as formas estruturais
básicas que caracterizam as moléculas vivas de hoje.
Em princípio havia soluções simples de substâncias orgânicas,
cujo comportamento era governado pelas propriedades de seus
átomos e pelo arranjo destes átomos em uma estrutura molecular
Hipóteses sobre a origem das primeiras células:
Heterotrófica – Oparin e Haldane
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atmosfera primitiva
Hipóteses sobre a origem das primeiras células:
Heterotrófica – Oparin e Haldane
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Hipóteses sobre a origem das primeiras células:
Heterotrófica – Oparin e Haldane
Hipóteses sobre a origem das primeiras células:
Experimento de Miller e Urey
Primeiros Seres vivos
A hipótese de Oparin e Haldane converge do lado esquerdo à
formação do primeiro coacervado protobiótico a partir de
substâncias elementares, e ganha grande apoio do lado direito na
teoria da evolução biológica, muito bem estabelecida entre a
comunidade científica atual.
Unicelulares
Heterótrofos
Semelhantes aos
procariontes
O Início da Biologia Celular: O mundo microscópico
Há menos de 400 anos, esse vasto mundo novo foi
descoberto pela humanidade.
A invenção do microscópio possibilitou a descoberta das
células e inaugurou um novo campo de investigação
científica: a Citologia, atualmente conhecida como Biologia
Celular.
Acredita-se que o primeiro microscópio foi construído por
Zacharias Janssen e seu pai, em 1591, fabricantes de
lentes.
O Início da Biologia Celular:
A descoberta dos micro-organismos
• Anton van Leeuwenhoek (1632-1723)
• Cientista e construtor de
microscópicos.
• Descobriu micro-organismos
O Início da Biologia Celular:
A descoberta dos micro-organismos
 Bactérias
 Protistas
 Espermas
 Sangue
 Nematóides
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O Início da Biologia Celular:
A descoberta dos micro-organismos
• John T. Needhan (1713-1781)
• Cientista inglês
• Demonstra que caldos aquecidos e
tampados permitem o
desenvolvimento de micro-
organismos  Reforça a teoria da
abiogênese.
O Início da Biologia Celular:
A descoberta dos micro-organismos
Após 25 anos...
O Início da Biologia Celular:
A descoberta dos micro-organismos
• Lazzaro Spallanzani (1729-1779)
• Padre italiano
• Demonstra que caldos esterelizados e
tampados não permitem o
desenvolvimento de micro-organismos
 Reforça a teoria da biogênese.
O Início da Biologia Celular:
A descoberta dos micro-organismos
• Início do século XIX, Louis Pasteur
comprova, experimentalmente, que os
seres microscópicos que se encontram
nos alimentos, provêm da contaminação
do ar, ou seja, “um ser vivo somente se
origina de outro ser vivo”.
Derruba a teoria da abiogênese!
O Início da Biologia Celular:
A descoberta dos micro-organismos
O Início da Biologia Celular:
A descoberta dos micro-organismos
Salvou
Milhões
de vidas
Esterilização
O que é célula?
A célula representa a menor
porção de matéria viva.
São as unidades estruturais e
funcionais dos organismos
vivos.
O Início da Biologia Celular: Origem do termo Célula
Estimulados pelas descobertas de Leeuwenhoek, outros
cientistas buscaram desenvolver métodos para estudar os micro-
organismos.
O microscópio de Leeuwenhoek era dotado de uma lente
apenas, sendo chamado de microscópio simples.
Então, um físico chamado Robert Hooke desenvolveu um
microscópio dotado de duas lentes ajustadas a um tubo de metal.
Surgia o microscópio composto.
O Início da Biologia Celular: Origem do termo Célula
O Início da Biologia Celular: Origem do termo Célula
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O Início da Biologia Celular: Origem do termo Célula
O Início da Biologia Celular: Origem do termo Célula
As observações microscópicas
estenderam-se a todos os
seres vivos e mostraram que
os animais também eram
constituídos por bolsas
microscópicas de aspecto
gelatinoso, semelhante ao que
já havia sido observado nas
plantas.
Assim, essas “bolsas” também
foram chamadas de células.
O Início da Biologia Celular: Origem do termo Célula
O material gelatinoso que
preenchia as células, é o
que hoje conhecemos
como citoplasma.
Em 1833, o botânico
Robert Brown constatou
que a grande maioria das
células tinha uma estrutura
interna ovóide ou esférica,
a qual denominou de
núcleo.
O Início da Biologia Celular: Origem do termo Célula
O material gelatinoso que
preenchia as células, é o
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como citoplasma.
Em 1833, o botânico
Robert Brown constatou
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células tinha uma estrutura
interna ovóide ou esférica,
a qual denominou de
núcleo.
Os alemães Matthias Schleiden e Theodor Schwann lançaram
a ideia de que todos os seres vivos são formados por células.
Essa foi a base da teoria celular que se
desenvolveu nos anos seguintes.
A microscopia entusiasmou os pesquisadores
e desenvolveu-se rapidamente.
“Toda célula se
origina de outra
célula.”
(Rudolf Virchow)
Walther Flemming (1878)
biólogo alemão
Descreveu em detalhes a
divisão de uma célula em
duas e chamou esse
processo de mitose.
Princípios da teoria celular
1. Todo e qualquer ser vivo é formado por células, e por estruturas
que elas produzem. São, portanto, a unidade morfológica dos
seres vivos;
2. As atividades essenciais que caracterizam a vida ocorrem no
interior das células. São, portanto, unidades funcionais ou
fisiológicas dos seres vivos. Dessa forma, todo o metabolismo
dos seres vivos depende das propriedades de suas células;
3. Novas células surgem apenas de células preexistentes, por
meio da divisão celular. A continuidade da vida, depende
diretamente da reprodução celular.
A célula é a unidade básica!
Célula humana Célula de um sapo
Na segunda metade do século XIX a
patologia clínica já dava seus primeiros
passos, mas o berço dos laboratórios
são considerados aqueles instituídos nas
universidades alemães de Wurzburg
(1849) e Berlin (1852).
As análises clínicas apresentaram seu
desenvolvimento juntamente com a
medicina, não como um serviço de apoio
nos moldes de hoje, mas sim como uma
atividade estritamente experimental.
O início da microbiologia ocorreu
com os estudos de Agostino Bassi,
ao descobrir que a doença do bicho-
da-seda era causada pelo fungo
Botrytis paradoxa.
(SANNAZZARO, 1998).
Foram, porém, os trabalhos de
Pasteur sobre fermentação
alcoólica, a divisão dos micro-
organismos em aeróbios e
anaeróbios e sobre putrefação,
que estabeleceram as bases
científicas da microbiologia.
A Citologia ou biologia celular foi uma importante área que
configurou o Laboratório de Análises Clínicas (LAC) como auxiliar
relevante de diagnóstico.
O pioneiro da Patologia experimental moderna, J. Cohnheim,
identificou o leucócito como integrante do sangue.
As técnicas de coloração biológica de Paul Erlich facilitaram a
identificação microscópica dos três tipos diferentes de leucócitos e
favoreceram os estudos em microbiologia.
A contribuição do LAC para com a saúde do paciente e a
comunidade e nas expectativas dos clínicos:
• Rápido e correto
diagnóstico e início da
terapia correta;
• Estabelecer prognósticos
através de indicadores
de níveis de severidade;
• Acompanhar a evolução ou regressão da doença, por meio dos
dados que determinam a linha de base.
A célula, o objeto de estudo da biologia celular, pode ser
estudada sob diversos aspectos:
Em outras palavras, essas investigações são denominadas
morfológicas, químicas ou bioquímicas e fisiológicas e a cada
uma delas correspondem métodos de estudo particulares.
Sua forma e a
de seus
constituintes
Natureza
química desses
constituintes
Modo de
funcionamento
De uma maneira geral, podemos dizer que, devido às suas
pequenas dimensões, um estudo detalhado da célula e de seus
constituintes sem equipamentos específicos é impossível.
Por isso, o biologista celular é obrigado a se utilizar de instrumentos
de aumento para a observação conveniente da célula.
Para se ter uma ideia, as dimensões mais
comumente observadas entre as células de
animais e vegetais superiores, situam-se
na faixa de 10 a 20 µm (lembrar que 1 µm
= 10-3 mm; 1 nm = 10-6 mm e 1 å = 10-1
nm).
Que instrumentos
seriam esses?
Microscópio de Anton van
Leeuwenhoek
Microscopio de Robert Hooke
Microscopio de Janssen
Microscópio Óptico (Fotônico)
Microscópio Óptico (Fotônico)
Microscópio Eletrônico de Transmissão
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Esfregaço Esmagamento Corte manual Corte com
micrótomo
• Observação vital (Exame a fresco)
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• Radioautografia
Até a próxima semana!

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Aula 01 Origem da Biologia Celular

  • 1. Origem da Biologia CelularOrigem da Biologia Celular Prof. Hamilton Felix Nobrega
  • 2.
  • 3.
  • 4. • Ciência independente: XVIII – XIX Vida
  • 5. • Ciência independente: XVIII – XIX Vida Estudo da vida, em seus mais diversos aspectos e manifestações
  • 6. Há 2.500 anos, gregos distinguiram estudo da natureza e questões religiosas Explicar os fenômenos naturais com base em fatos e processos Tales de Mileto Hipócrates Aristóteles
  • 7. “Todos os animais e vegetais, por mais complicados que sejam, estão constituídos por uns poucos elementos que se repetem em cada um deles.” Aristóteles
  • 8. Dividiu a natureza em dois grandes grupos: Seres inorgânicos Seres orgânicos Surgia, então, a Biologia como ciência Lamarck
  • 9. Até meados do século XIX recorria-se à Teoria da Abiogênese (Geração Espontânea) para explicar a origem da vida na Terra. O que afirmava essa teoria?
  • 10. Até meados do século XIX recorria-se à Teoria da Abiogênese (Geração Espontânea) para explicar a origem da vida na Terra. O que afirmava essa teoria? Formas vivas podem surgir a partir da matéria bruta em determinadas circunstâncias, desde que essa matéria bruta seja dotada de um princípio ativo.
  • 11. 1. Vermes poderiam surgir espontaneamente a partir de cadáveres em putrefação; 2. Répteis e anfíbios poderiam surgir do lodo do fundo dos lagos. A Origem da Vida: Abiogênese
  • 12. A Origem da Vida: Abiogênese
  • 13. Francisco Redi (médico e biólogo) demonstrou que os vermes que surgiam nas carnes podres, eram larvas de moscas, a Teoria da Biogênese. O que afirmava essa teoria? A Origem da Vida: Biogênese
  • 14. Francisco Redi (médico e biólogo) demonstrou que os vermes que surgiam nas carnes podres, eram larvas de moscas, a Teoria da Biogênese. O que afirmava essa teoria? Seres vivos surgem somente pela reprodução de seres de sua própria espécie. A Origem da Vida: Abiogênese
  • 15. A Origem da Vida: Biogênese
  • 16. Outras teorias sobre a origem da vida Criacionismo: Acredita que os seres vivos se originaram de um ser DIVINO.
  • 17. Panspermia cósmica: Propõem que a vida na Terra se iniciou de seres vindos do espaço sideral. Outras teorias sobre a origem da vida
  • 18. Hipóteses sobre a origem das primeiras células: Autotrófica Na terra primitiva algumas bactérias eram autotróficas, pois conseguiam produzir açucares e outros compostos a partir da luz do sol ou de complexas reações químicas que realizam. Porém, é necessário uma sofisticação estrutural e funcional muito grande. Portanto, se organismos mais simples originaram os mais complexos, os primeiros organismos não poderiam ser os autotróficos.
  • 19. Haldane (1892-1964) Biólogo inglês Oparin (1894-1980) Bioquímico russo Hipóteses sobre a origem das primeiras células: Heterotrófica
  • 20. Através do condicionamento do meio, determinadas formas de organização molecular tornaram-se dominantes e desenvolveram-se gradualmente até as formas estruturais básicas que caracterizam as moléculas vivas de hoje. Em princípio havia soluções simples de substâncias orgânicas, cujo comportamento era governado pelas propriedades de seus átomos e pelo arranjo destes átomos em uma estrutura molecular Hipóteses sobre a origem das primeiras células: Heterotrófica – Oparin e Haldane
  • 21. • Descargas elétricas • Raios UV • Compostos da atmosfera primitiva Hipóteses sobre a origem das primeiras células: Heterotrófica – Oparin e Haldane
  • 22. • Formação de aminoácidos • Coacervados Hipóteses sobre a origem das primeiras células: Heterotrófica – Oparin e Haldane
  • 23. Hipóteses sobre a origem das primeiras células: Experimento de Miller e Urey
  • 24. Primeiros Seres vivos A hipótese de Oparin e Haldane converge do lado esquerdo à formação do primeiro coacervado protobiótico a partir de substâncias elementares, e ganha grande apoio do lado direito na teoria da evolução biológica, muito bem estabelecida entre a comunidade científica atual. Unicelulares Heterótrofos Semelhantes aos procariontes
  • 25. O Início da Biologia Celular: O mundo microscópico Há menos de 400 anos, esse vasto mundo novo foi descoberto pela humanidade. A invenção do microscópio possibilitou a descoberta das células e inaugurou um novo campo de investigação científica: a Citologia, atualmente conhecida como Biologia Celular. Acredita-se que o primeiro microscópio foi construído por Zacharias Janssen e seu pai, em 1591, fabricantes de lentes.
  • 26. O Início da Biologia Celular: A descoberta dos micro-organismos • Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) • Cientista e construtor de microscópicos. • Descobriu micro-organismos
  • 27. O Início da Biologia Celular: A descoberta dos micro-organismos  Bactérias  Protistas  Espermas  Sangue  Nematóides
  • 28. O Início da Biologia Celular: A descoberta dos micro-organismos  Bactérias  Protistas  Espermas  Sangue  Nematóides
  • 29. O Início da Biologia Celular: A descoberta dos micro-organismos  Bactérias  Protistas  Espermas  Sangue  Nematóides
  • 30. O Início da Biologia Celular: A descoberta dos micro-organismos  Bactérias  Protistas  Espermas  Sangue  Nematóides
  • 31. O Início da Biologia Celular: A descoberta dos micro-organismos  Bactérias  Protistas  Espermas  Sangue  Nematóides
  • 32. O Início da Biologia Celular: A descoberta dos micro-organismos • John T. Needhan (1713-1781) • Cientista inglês • Demonstra que caldos aquecidos e tampados permitem o desenvolvimento de micro- organismos  Reforça a teoria da abiogênese.
  • 33. O Início da Biologia Celular: A descoberta dos micro-organismos Após 25 anos...
  • 34. O Início da Biologia Celular: A descoberta dos micro-organismos • Lazzaro Spallanzani (1729-1779) • Padre italiano • Demonstra que caldos esterelizados e tampados não permitem o desenvolvimento de micro-organismos  Reforça a teoria da biogênese.
  • 35. O Início da Biologia Celular: A descoberta dos micro-organismos • Início do século XIX, Louis Pasteur comprova, experimentalmente, que os seres microscópicos que se encontram nos alimentos, provêm da contaminação do ar, ou seja, “um ser vivo somente se origina de outro ser vivo”. Derruba a teoria da abiogênese!
  • 36. O Início da Biologia Celular: A descoberta dos micro-organismos
  • 37. O Início da Biologia Celular: A descoberta dos micro-organismos Salvou Milhões de vidas Esterilização
  • 38. O que é célula?
  • 39. A célula representa a menor porção de matéria viva. São as unidades estruturais e funcionais dos organismos vivos.
  • 40. O Início da Biologia Celular: Origem do termo Célula Estimulados pelas descobertas de Leeuwenhoek, outros cientistas buscaram desenvolver métodos para estudar os micro- organismos. O microscópio de Leeuwenhoek era dotado de uma lente apenas, sendo chamado de microscópio simples. Então, um físico chamado Robert Hooke desenvolveu um microscópio dotado de duas lentes ajustadas a um tubo de metal. Surgia o microscópio composto.
  • 41. O Início da Biologia Celular: Origem do termo Célula
  • 42. O Início da Biologia Celular: Origem do termo Célula
  • 43. O Início da Biologia Celular: Origem do termo Célula
  • 44. O Início da Biologia Celular: Origem do termo Célula
  • 45. O Início da Biologia Celular: Origem do termo Célula As observações microscópicas estenderam-se a todos os seres vivos e mostraram que os animais também eram constituídos por bolsas microscópicas de aspecto gelatinoso, semelhante ao que já havia sido observado nas plantas. Assim, essas “bolsas” também foram chamadas de células.
  • 46. O Início da Biologia Celular: Origem do termo Célula O material gelatinoso que preenchia as células, é o que hoje conhecemos como citoplasma. Em 1833, o botânico Robert Brown constatou que a grande maioria das células tinha uma estrutura interna ovóide ou esférica, a qual denominou de núcleo.
  • 47. O Início da Biologia Celular: Origem do termo Célula O material gelatinoso que preenchia as células, é o que hoje conhecemos como citoplasma. Em 1833, o botânico Robert Brown constatou que a grande maioria das células tinha uma estrutura interna ovóide ou esférica, a qual denominou de núcleo.
  • 48. Os alemães Matthias Schleiden e Theodor Schwann lançaram a ideia de que todos os seres vivos são formados por células. Essa foi a base da teoria celular que se desenvolveu nos anos seguintes. A microscopia entusiasmou os pesquisadores e desenvolveu-se rapidamente.
  • 49.
  • 50. “Toda célula se origina de outra célula.” (Rudolf Virchow)
  • 51. Walther Flemming (1878) biólogo alemão Descreveu em detalhes a divisão de uma célula em duas e chamou esse processo de mitose.
  • 52. Princípios da teoria celular 1. Todo e qualquer ser vivo é formado por células, e por estruturas que elas produzem. São, portanto, a unidade morfológica dos seres vivos; 2. As atividades essenciais que caracterizam a vida ocorrem no interior das células. São, portanto, unidades funcionais ou fisiológicas dos seres vivos. Dessa forma, todo o metabolismo dos seres vivos depende das propriedades de suas células; 3. Novas células surgem apenas de células preexistentes, por meio da divisão celular. A continuidade da vida, depende diretamente da reprodução celular.
  • 53. A célula é a unidade básica!
  • 55. Na segunda metade do século XIX a patologia clínica já dava seus primeiros passos, mas o berço dos laboratórios são considerados aqueles instituídos nas universidades alemães de Wurzburg (1849) e Berlin (1852). As análises clínicas apresentaram seu desenvolvimento juntamente com a medicina, não como um serviço de apoio nos moldes de hoje, mas sim como uma atividade estritamente experimental.
  • 56. O início da microbiologia ocorreu com os estudos de Agostino Bassi, ao descobrir que a doença do bicho- da-seda era causada pelo fungo Botrytis paradoxa. (SANNAZZARO, 1998). Foram, porém, os trabalhos de Pasteur sobre fermentação alcoólica, a divisão dos micro- organismos em aeróbios e anaeróbios e sobre putrefação, que estabeleceram as bases científicas da microbiologia.
  • 57.
  • 58. A Citologia ou biologia celular foi uma importante área que configurou o Laboratório de Análises Clínicas (LAC) como auxiliar relevante de diagnóstico. O pioneiro da Patologia experimental moderna, J. Cohnheim, identificou o leucócito como integrante do sangue.
  • 59. As técnicas de coloração biológica de Paul Erlich facilitaram a identificação microscópica dos três tipos diferentes de leucócitos e favoreceram os estudos em microbiologia.
  • 60. A contribuição do LAC para com a saúde do paciente e a comunidade e nas expectativas dos clínicos: • Rápido e correto diagnóstico e início da terapia correta; • Estabelecer prognósticos através de indicadores de níveis de severidade; • Acompanhar a evolução ou regressão da doença, por meio dos dados que determinam a linha de base.
  • 61. A célula, o objeto de estudo da biologia celular, pode ser estudada sob diversos aspectos: Em outras palavras, essas investigações são denominadas morfológicas, químicas ou bioquímicas e fisiológicas e a cada uma delas correspondem métodos de estudo particulares. Sua forma e a de seus constituintes Natureza química desses constituintes Modo de funcionamento
  • 62. De uma maneira geral, podemos dizer que, devido às suas pequenas dimensões, um estudo detalhado da célula e de seus constituintes sem equipamentos específicos é impossível. Por isso, o biologista celular é obrigado a se utilizar de instrumentos de aumento para a observação conveniente da célula. Para se ter uma ideia, as dimensões mais comumente observadas entre as células de animais e vegetais superiores, situam-se na faixa de 10 a 20 µm (lembrar que 1 µm = 10-3 mm; 1 nm = 10-6 mm e 1 å = 10-1 nm).
  • 64. Microscópio de Anton van Leeuwenhoek Microscopio de Robert Hooke Microscopio de Janssen
  • 71. Esfregaço Esmagamento Corte manual Corte com micrótomo • Observação vital (Exame a fresco) • Fixação e coloração • Fracionamento celular • Radioautografia
  • 72. Até a próxima semana!