Em formação

3.1: O Microscópio e as Células - Biologia


Todas as coisas vivas são compostas de células. Através da compreensão de como as células funcionam, podemos descobrir como doenças humanas, como câncer e AIDS, podem ser tratadas.

The Cell Theory

  1. Toda a vida é composta de células
  2. As células são as unidades fundamentais que possuem todas as características dos seres vivos
  3. Novas células só podem vir a existir pela divisão de células previamente existentes

Observe que esse conceito científico sobre a vida é chamado de teoria. Na ciência, ao contrário da definição do leigo, a palavra teoria é usada para uma hipótese sobre a qual há um grande corpo de evidências convincentes. Sob condições experimentais, todas as observações confirmaram a teoria. As evidências que ajudaram a formular a teoria foram obtidas usando o microscópio. O microscópio é de enorme importância para a biologia e estendeu nossa capacidade de ver além do alcance do olho nu.

Quando olhamos para as células no microscópio, nossas medições usuais não funcionam. Na ciência, o sistema métrico é usado para medir objetos e, como você verá, é muito superior ao nosso antiquado sistema inglês de medição. Aqui estão as unidades básicas:

ComprimentoVolumePeso
1 metro (m)1 litro (L)1 grama (g)
1 milímetro (mm) = 0,001 m ou 10−3 m ou 1 / 1.000 m1 mililitro (ml) = 0,001 L ou 10−3 eu1 miligrama (mg) = 0,001 g ou 10−3 g
1 micrômetro (mm) = 0,000001 m ou 10−6 m ou 1 / 1.000.000 m1 microlitro (ml) = 0,000001 L ou 10−6 eu1 micrograma (mg) = 0,000001 g ou 10−6 g
1 nanômetro (nm) = 0,000000001 m ou 10−9 m ou 1 / 1.000.000.000 m

Também existe uma escala diferente de temperatura: Celsius.

  • 100˚ Celsius (C) = água fervendo (equivalente a 212˚ F)
  • 0˚ C = água congelada (equivalente a 32˚ F)

A conversão entre unidades pode ser confusa. A maneira mais eficaz de fazer isso é usando fatores de conversão e cancelando unidades. Por exemplo, se você quiser saber quantos litros são em 425 mililitros, você pode configurar uma equação simples com esta aparência.

Prática

1,2 mm = ________ mm0,224 m = ________ mm225 nm = ___________ mm
0,023 L = ________ ml750 ml = _________L50 ml = ___________ L

Parte 1: peças do microscópio

O microscópio composto é um instrumento de precisão. Trate-o com respeito. Ao carregá-lo, sempre use as duas mãos, uma no base e um no pescoço.

O microscópio consiste em um ficar de pé (base + pescoço), em que é montado o estágio (para segurar lâminas de microscópio) e lentes. A lente pela qual você olha é o ocular (emparelhados em escopos binoculares); a lente que focaliza o espécime é o objetivo.

Seu microscópio tem quatro objetivas de ampliações variadas (4x, 10x, 40x e 100x) montadas em uma porta-objetivas. A objetiva 100x é uma objetiva de imersão em óleo especial que precisa ser usada com óleo - não usaremos a objetiva de imersão em óleo neste curso.

O posicionamento da amostra requer que você gire o controles mecânicos de estágio, que operam o suporte deslizante na superfície do palco. Um controle move a amostra na direção xe o outro move a amostra na direção y.

O foco no espécime é obtido por meio de botões que movem o palco para cima e para baixo, de modo que fique mais perto ou mais longe da objetiva. Existem dois botões, um externo foco grosso e um interior bom foco.

o condensador de subestágio direciona a luz através do slide para a objetiva. Um diafragma da íris no condensador de subestágio controla a quantidade de luz que atinge a objetiva e também afeta o contraste da amostra.

Parte 2: Ampliação

O microscópio composto possui dois conjuntos de lentes; a Lentes oculares (ou ocular) que amplia um objeto 10 vezes seu tamanho normal, e o lentes objetivas localizado em um revólver porta-objetivas. Gire o porta-objetivas e observe como cada lente objetiva se encaixa no lugar. Cada lente objetiva tem uma ampliação de potência diferente escrita nela (como 4, 10, 40 ou 100). Este número é o poder de ampliação de cada uma das lentes objetivas. Para ampliação total, multiplique o poder ocular (10x) pela lente objetiva que está no lugar. Por exemplo, se você tiver uma ocular 10x e uma objetiva 10x, a ampliação total será: 10x × 10x = 100x.

Use essas informações para preencher a seguinte tabela:

Lente ocularLente objetivaAmpliação Total
10×________ (digitalizando)=________
10×________ (baixo consumo de energia)=________
10×________ (alto poder)=________
10×________ (imersão em óleo)=________

Parte 3: Usando o Microscópio de Luz Composto

Depois que o instrutor explica os procedimentos adequados de transporte, cada aluno deve pegar um microscópio composto e colocá-lo diante deles na bancada. O instrutor então examinará os procedimentos para usar o seu osciloscópio. Você não precisará memorizar suas partes.

Conclua o procedimento a seguir CADA VEZ que você retirar seu microscópio e CADA VEZ que o guardar.

Começando

  1. Tire seu microscópio do gabinete do laboratório. Leve-o com DUAS MÃOS para a sua mesa.
  2. Antes de conectar seu osciloscópio, sempre certifique-se de que o controle de tensão esteja no nível mais baixo e o interruptor de luz esteja desligado.
  3. Conecte o microscópio e ligue a fonte de luz.
  4. Levante o condensador de subestágio para sua posição superior e abra o diafragma de íris completamente.
  5. Gire o porta-objetivas de modo que a objetiva 10x fique alinhada com a fonte de luz.
  6. Coloque um slide no palco e use os controles mecânicos do palco para movê-lo no lugar.
  7. Aumente a luz para um nível confortável.

Obtendo uma imagem focada

  1. Ajuste a distância interocular (distância entre as oculares) pressionando suavemente as oculares uma contra a outra ou separando-as até que você veja um único campo de visão circular.
  2. Olhe através de ambas as oculares (ou seja, mantenha ambos os olhos abertos), mas pense no olho direito e ajuste o foco até que a amostra esteja clara em seu olho direito.
  3. Agora pense no olho esquerdo e gire o ajuste de dioptria (o anel móvel) na ocular esquerda para ajustar o foco para seu olho esquerdo. Você deve ter uma sensação de que a imagem de repente está “saltando” para você, nítida e clara.

Otimizando Resolução e Contraste

Resolução é a capacidade de distinguir dois pontos próximos em seu espécime, e é sempre melhor com o diafragma de íris bem aberto. O contraste é a magnitude da diferença entre os objetos claros e escuros e aumenta à medida que você fecha a abertura do diafragma da íris. Obter a melhor imagem, portanto, requer que você encontre o equilíbrio certo. Abra e feche lentamente o diafragma de íris para sentir o efeito que isso tem em sua imagem.

Alteração da ampliação

Sempre comece com a objetiva de menor potência (4x) para se orientar e localizar uma área de interesse e, a seguir, mude para a de maior potência para examinar mais de perto as regiões interessantes. Para alterar a ampliação, basta girar o porta-objetivas para trazer uma das outras objetivas para o caminho da luz.

Terminando

Nesta ordem: Diminua a iluminação; desligue a energia; volte para a objetiva 4X; remova seu slide; desconecte o cabo de alimentação e enrole-o na base do osciloscópio; abaixe a plataforma para segurar o cabo no lugar; retorne seu escopo para o gabinete.

Parte 4: A Carta e

Materiais

  • Microscópio óptico
  • Diapositivos com letra “e”

Procedimento

  1. Observe a posição da letra “e” no slide (usando apenas os olhos). Agora centre o slide da letra “e” no palco com o “e” em sua posição vertical normal. Traga a carta em foco sob baixa potência usando os procedimentos descritos acima.
    1. Desenhe o que você vê através da ocular.
  2. Compare o que você vê através da ocular com o que você viu usando apenas os olhos.
    1. O que você nota sobre a posição do “e”?
  3. Enquanto olha pelo microscópio, mova a lâmina para a esquerda, observe para que lado a letra “e” se moveu. Agora mova o slide para a direita. Observe para que lado a letra “e” se moveu. Faça o mesmo movendo o slide para longe e em sua direção.
    1. Quando você move o slide para a esquerda no palco, em que direção a imagem parece se mover?
    2. Quando você move o slide para longe de você no palco, em que direção a imagem parece se mover?
    3. Por que é importante explorar isso?

Parte 5: fios coloridos

Materiais

  • Microscópio óptico
  • Slides de linha colorida

Procedimento

  1. Obtenha um slide de fios coloridos e veja-os sob o poder de digitalização.
    1. Qual tópico está no topo? Qual está embaixo?
  2. Visualize as roscas sob alta potência (não por imersão em óleo). Use o foco fino para descobrir a ordem dos fios de cima para baixo. Conforme você gira o foco fino, diferentes fios ficarão fora de foco, enquanto outros ficarão mais focados.
    1. Todos os tópicos estão em foco ao mesmo tempo?
    2. Qual é a ordem (de cima para baixo)?
  3. “Profundidade de campo” refere-se à espessura do plano de foco. Com uma grande profundidade de campo, todos os fios podem ser enfocados ao mesmo tempo. Com uma profundidade de campo mais estreita, apenas um fio ou parte de um fio pode ser focalizado por vez. Para ver os outros tópicos, você deve focar para baixo para ver os que estão embaixo e para cima para ver os que estão acima.
    1. O que acontece com a profundidade de campo quando você aumenta para uma ampliação maior (aumenta, diminui ou permanece a mesma)?
    2. Explique como o slide com tópicos pode ser usado para responder à pergunta acima.

Parte 6: células vegetais

Preparando uma montagem úmida

Se você quiser observar algo pequeno no microscópio, deve saber como preparar uma montagem úmida do espécime.

  1. Coloque uma gota d'água no centro de uma lâmina de microscópio.
  2. Retire uma única folha de Elodea (também chamada de Anacharis no comércio de aquários) e coloque-a dentro da gota d'água.
  3. Coloque com cuidado uma lamínula em um ângulo contra a gota de água. Em seguida, coloque a lamínula na água e na folha. Isso reduzirá o número de bolhas de ar presas sob a lamela.
  4. Certifique-se de que o objetivo de potência de digitalização esteja selecionado. [Sempre comece na potência de digitalização!]
  5. Coloque o slide no palco e prenda com o clipe.
  6. Não olhe pelas lentes oculares. Use os botões mecânicos de estágio para centralizar a amostra sob a objetiva de digitalização. Gire o ajuste aproximado para que a lente de varredura fique perto do slide (olhe diretamente para o slide).
  7. Agora olhe através das lentes oculares e gire lentamente o ajuste grosso de volta até que algo entre em foco. Use os botões mecânicos do palco para procurar seu espécime. Depois que a amostra estiver posicionada no centro do campo de visão, use o botão de ajuste fino para resolver com mais detalhes.
  8. Pesquise quaisquer organelas celulares, como cloroplastos, que você possa encontrar.
  9. Lembre-se, a folha está viva! Você consegue detectar a transmissão citoplasmática?

Estimando o tamanho dos objetos

Para determinar o tamanho do objeto que você está vendo, você deve saber a distância através do campo de visão (o diâmetro da área circular total que você vê ao olhar através do microscópio). Milímetros (mm) são usados ​​para medir distâncias através do campo de visão no poder de varredura, enquanto micrômetros (mm) são usados ​​para maior ampliação. Os campos de visão e distâncias aproximadas para varredura, baixa e alta potência são as seguintes:

  1. Desenhe cuidadosamente sua Elodea em todas as três ampliações. Determine o comprimento do seu espécime em cada ampliação e coloque este número sob a barra de medição que você desenhou sob o espécime. Inclua todas as organelas que você vir.
  2. Desenhe uma barra de medição em cada campo de visão e indique o comprimento da barra.
  3. Existem três estruturas que distinguem as células vegetais das células animais. Rótulo essas estruturas em seu desenho de alta potência.

Parte 7: Células Animais

Materiais

  • 1 palito de dente / pessoa
  • Água da torneira
  • Azul de metileno
  • Slide
  • Lamela

Procedimento

  1. Pegue a ponta achatada de um palito de dente e raspe suavemente o revestimento da bochecha dentro da boca.
  2. Espalhe a amostra em uma gota d'água que você já colocou em uma lâmina de microscópio.
  3. Coloque uma lamela em cima e adicione cuidadosamente uma ou duas gotas de corante azul de metileno na borda da lamela.
  4. Permita que o corante se espalhe pela lâmina enquanto você examina suas células no microscópio.
  5. Desenhe uma célula típica da bochecha que foi manchada com corante e LABEL todas as partes visíveis. Inclua uma barra de escala em seu desenho.

Biologia Capítulo 3.1 Teoria Celular Powerpoint

3.1 Teoria Celular
CONCEITO CHAVE As células são a unidade básica da vida.

3.1 Teoria Celular 3.1 Objetivos

Descreva os desenvolvimentos que levaram à teoria celular.

Diferencie entre células eucarióticas e procarióticas.

3.1 Teoria Celular
A teoria celular surgiu do trabalho de muitos cientistas e de melhorias no microscópio. • Muitos cientistas contribuíram para a teoria celular.

3.1 Teoria Celular
A teoria celular surgiu do trabalho de muitos cientistas e de melhorias no microscópio. • Muitos cientistas contribuíram para a teoria celular. • Aprendeu-se mais sobre as células à medida que os microscópios melhoraram.

3.1 Teoria Celular
A teoria celular surgiu do trabalho de muitos cientistas e de melhorias no microscópio. • Muitos cientistas contribuíram para a teoria celular. • Aprendeu-se mais sobre as células à medida que os microscópios melhoraram. • A teoria celular é um conceito unificador da biologia.

3.1 Teoria Celular
Os primeiros estudos levaram ao desenvolvimento da teoria celular. • A teoria da célula tem três princípios. - Todos os organismos são feitos de células.

3.1 Teoria Celular
Os primeiros estudos levaram ao desenvolvimento da teoria celular. • A teoria da célula tem três princípios. - Todos os organismos são feitos de células. - Todas as células existentes são produzidas por outras células vivas.

3.1 Teoria Celular
Os primeiros estudos levaram ao desenvolvimento da teoria celular. • A teoria da célula tem três princípios. - Todos os organismos são feitos de células. - Todas as células existentes são produzidas por outras células vivas. - A célula é a unidade mais básica da vida.

3.1 Teoria Celular
As células procarióticas carecem de um núcleo e da maioria das estruturas internas das células eucarióticas. • Todas as células compartilham certas características.

3.1 Teoria Celular
As células procarióticas carecem de um núcleo e da maioria das estruturas internas das células eucarióticas. • Todas as células compartilham certas características. - As células tendem a ser microscópicas.

Bactéria (ampliação SEM colorida de 8800x)

3.1 Teoria Celular
As células procarióticas carecem de um núcleo e da maioria das estruturas internas das células eucarióticas. • Todas as células compartilham certas.


3.1: O Microscópio e as Células - Biologia

Os primeiros estudos levaram ao desenvolvimento da teoria celular.

  • As células são as menores partes da vida.
  • Todas as coisas vivas são feitas de células.
  • No entanto, a maioria das células não pode ser vista sem um microscópio.
  • Como os cientistas descobriram sobre as células quando não podiam vê-las?
  • Ao longo de muitos anos, muitos cientistas observaram e estudaram células ao microscópio.
  • À medida que os primeiros cientistas aprimoraram os microscópios e as lentes, eles puderam aprender mais e mais sobre as células.
  • As descobertas desses primeiros cientistas se juntaram na teoria celular.
  • Os cientistas de hoje concordam com esta teoria celular. Diz três coisas:
    • Todas as coisas vivas são feitas de células.
    • Todas as células vêm de outras células vivas.
    • A célula é a unidade mais básica da vida. Não há nada vivo que seja menor do que uma célula.

    As células procarióticas carecem de um núcleo e da maioria das estruturas internas das células eucarióticas.

    • As células vêm em diferentes formas e realizam diferentes tarefas.
    • No entanto, todos eles compartilham alguns recursos.
      • As células são muito pequenas.
      • Eles são cercados por uma membrana que controla o que entra e sai da célula.
      • Eles têm citoplasma, um material gelatinoso que contém os blocos de construção necessários para a vida.
      • E eles são feitos de moléculas semelhantes. Uma dessas moléculas é o DNA, a informação genética.

      Existem dois tipos principais de células, células procarióticas e células eucarióticas.


      Capítulo 3: Introdução à Estrutura e Função Celular

      Figura 3.1 (a) células do seio nasal (vistas com um microscópio de luz), (b) células da cebola (vistas com um microscópio de luz) e (c) células bacterianas de Vibrio tasmaniensis (vistas com um microscópio eletrônico de varredura) são de organismos muito diferentes , ainda assim, todos compartilham certas características da estrutura celular básica. Feche os olhos e imagine uma parede de tijolos. Qual é o bloco de construção básico dessa parede? É um único tijolo, é claro. Como uma parede de tijolos, seu corpo é composto de blocos de construção básicos, e os blocos de construção de seu corpo são células. Acredita-se que um ser humano médio tenha 37,2 trilhões de células.

      Seu corpo tem muitos tipos de células, cada uma especializada para um propósito específico. Assim como uma casa é feita de uma variedade de materiais de construção, o corpo humano é feito de muitos tipos de células. Por exemplo, as células epiteliais protegem a superfície do corpo e cobrem os órgãos e as cavidades corporais internas. As células ósseas ajudam a apoiar e proteger o corpo. As células do sistema imunológico lutam contra as bactérias invasoras. Além disso, os glóbulos vermelhos transportam oxigênio por todo o corpo. Cada um desses tipos de células desempenha um papel vital durante o crescimento, desenvolvimento e manutenção diária do corpo. Apesar de sua enorme variedade, todas as células compartilham certas características fundamentais.

      Pesquise os pontos-chave no Capítulo 3

      Atribuição de mídia

      • Figura 3.1
        • Célula do seio nasal: modificação do trabalho por Ed Uthman, MD
        • Célula de cebola: modificação do trabalho de Umberto Salvagnin
        • Células bacterianas de Vibrio tasmaniensis: modificação do trabalho de Anthony D & # 8217 Dados da barra de escala Onofrio de Matt Russell

        Introdução

        Feche os olhos e imagine uma parede de tijolos. Qual é o bloco de construção básico dessa parede? É um único tijolo, é claro. Como uma parede de tijolos, seu corpo é composto de blocos de construção básicos, e os blocos de construção de seu corpo são células.

        Seu corpo tem muitos tipos de células, cada uma especializada para um propósito específico. Assim como uma casa é feita de uma variedade de materiais de construção, o corpo humano é feito de muitos tipos de células. Por exemplo, as células epiteliais protegem a superfície do corpo e cobrem os órgãos e as cavidades corporais internas. As células ósseas ajudam a apoiar e proteger o corpo. As células do sistema imunológico lutam contra as bactérias invasoras. Além disso, os glóbulos vermelhos transportam oxigênio por todo o corpo. Cada um desses tipos de células desempenha um papel vital durante o crescimento, desenvolvimento e manutenção diária do corpo. Apesar de sua enorme variedade, todas as células compartilham certas características fundamentais.

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          • Autores: Samantha Fowler, Rebecca Roush, James Wise
          • Editor / site: OpenStax
          • Título do livro: Conceitos de Biologia
          • Data de publicação: 25 de abril de 2013
          • Local: Houston, Texas
          • URL do livro: https://openstax.org/books/concepts-biology/pages/1-introduction
          • URL da seção: https://openstax.org/books/concepts-biology/pages/3-introduction

          © 12 de janeiro de 2021 OpenStax. O conteúdo do livro didático produzido pela OpenStax é licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution License 4.0. O nome OpenStax, logotipo OpenStax, capas de livro OpenStax, nome OpenStax CNX e logotipo OpenStax CNX não estão sujeitos à licença Creative Commons e não podem ser reproduzidos sem o consentimento prévio e expresso por escrito da Rice University.


          O novo método de microscopia fornece uma visão do futuro da biologia celular

          Crédito: Unsplash / CC0 Public Domain

          E se um microscópio nos permitisse explorar o microcosmo 3D de vasos sanguíneos, nervos e células cancerosas instantaneamente na realidade virtual? E se ele pudesse fornecer visualizações de várias direções em tempo real sem mover fisicamente o espécime e funcionasse até 100 vezes mais rápido do que a tecnologia atual?

          Cientistas da UT Southwestern colaboraram com colegas na Inglaterra e na Austrália para construir e testar um novo dispositivo óptico que converte microscópios comumente usados ​​em sistemas de imagem de projeção multiangular. A invenção, descrita em um artigo na edição de hoje Métodos da Natureza, poderia abrir novos caminhos na microscopia avançada, dizem os pesquisadores.

          "É uma tecnologia completamente nova, embora os fundamentos teóricos para ela possam ser encontrados na antiga literatura da ciência da computação", diz o autor correspondente Reto Fiolka, Ph.D. Ele e o co-autor Kevin Dean, Ph.D., são professores assistentes de biologia celular e do Departamento de Bioinformática Lyda Hill da UT Southwestern.

          "É como se você estivesse segurando o espécime biológico com a mão, girando-o e inspecionando-o, o que é uma maneira incrivelmente intuitiva de interagir com uma amostra. Ao obter imagens rápidas da amostra a partir de duas perspectivas diferentes, podemos visualizar interativamente a amostra em realidade virtual em tempo real ", diz Dean, diretor do Laboratório de Inovação em Microscopia UTSW, que colabora com pesquisadores em todo o campus para desenvolver instrumentos personalizados que alavancam os avanços na microscopia ótica.

          Atualmente, a aquisição de informações de imagens 3D de um microscópio requer um processo intensivo de dados, no qual centenas de imagens 2D do espécime são montadas em uma chamada pilha de imagens. Para visualizar os dados, a pilha de imagens é carregada em um programa de software gráfico que realiza cálculos para formar projeções bidimensionais de diferentes perspectivas de visualização em uma tela de computador, explicam os pesquisadores.

          "Essas duas etapas exigem muito tempo e podem exigir um computador muito poderoso e caro para interagir com os dados", diz Fiolka.

          A equipe percebeu que poderia formar projeções de vários ângulos por meios ópticos, evitando a necessidade de adquirir pilhas de imagens e renderizando-as em um computador. Isso é conseguido por uma unidade simples e econômica que consiste em dois espelhos rotativos que são inseridos na frente da câmera do sistema de microscópio.

          "Como resultado, podemos fazer tudo isso em tempo real, sem qualquer atraso perceptível. Surpreendentemente, podemos olhar de ângulos diferentes 'ao vivo' para nossas amostras sem girar as amostras ou o microscópio", diz Fiolka. "Acreditamos que esta invenção pode representar um novo paradigma para a aquisição de informações 3D por meio de um microscópio de fluorescência."

          Ele também promete imagens incrivelmente rápidas. Embora uma pilha inteira de imagens 3D possa exigir centenas de quadros de câmera, o novo método requer apenas uma exposição de câmera.

          Inicialmente, os pesquisadores desenvolveram o sistema com dois microscópios de folha de luz comuns que exigem uma etapa de pós-processamento para dar sentido aos dados. Essa etapa é chamada de distorção e significa essencialmente reorganizar as imagens individuais para remover algumas distorções da pilha de imagens 3D. Os cientistas originalmente procuraram realizar esse desequilíbrio óptico.

          Enquanto experimentavam o método ótico de distorção, eles perceberam que quando usaram uma quantidade incorreta de "distorção", a imagem projetada parecia girar.

          "Este foi o momento aha! Percebemos que isso poderia ser maior do que apenas um método óptico de distorção, pois o sistema poderia funcionar também para outros tipos de microscópios", disse Fiolka.

          "Este estudo confirma que o conceito é mais geral", diz Dean. "Nós agora o aplicamos a vários microscópios, incluindo microscopia confocal de folha de luz e disco giratório."

          Usando o novo método do microscópio, eles imaginaram íons de cálcio carregando sinais entre as células nervosas em uma placa de cultura e observaram a vasculatura de um embrião de peixe-zebra. Eles também fotografaram rapidamente células cancerosas em movimento e um coração de peixe-zebra batendo.

          Os co-autores do UTSW incluem Bo-Jui Chang, Etai Sapoznik, Theresa Pohlkamp, ​​Tamara S. Terrones, Erik S. Welf, Vasanth S. Murali e Philippe Roudot.

          Também participaram pesquisadores do Laboratório de Biologia Molecular MRC, Cambridge, Reino Unido Calico Life Sciences LLC, South San Francisco, Califórnia e do Instituto de Pesquisa Médica Walter e Eliza Hall e da Universidade de Melbourne, ambos na Austrália.


          Assista o vídeo: O microscópio e a Célula. (Janeiro 2022).