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Fue el primero en utilizar un microscopio óptico formado por varias lentes.
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Con un microscopio muy sencillo fabricado por él, describió pequeños seres vivos en el agua de las charcas, a los que llamo "animaliculos"
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descubrió el núcleo mientras estudiaba células vegetales.
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Describió el medio intracelular, al que denominó protoplasma, y que hoy conocemos como citoplasma.
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Schleiden concluyó que todos los tejidos vegetales estaban formados por células. Al año siguiente, Schwann extendió esta conclusión a los animales y propuso que la célula es la unidad elemental de los seres vivos,
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Formuló el axioma: "Toda célula procedente de otra célula ya existente ".
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Propuso que las características de las células se transmiten desde las células madre a las hijas.
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Empleó un método de tincón con sales de plata para estudiar el tejido nervioso y demostró que la neurona es la unidad anatómica y funcional del sistema nervioso.
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Descubrieron, de manera independiente, que en los cromosomas de las células se localiza la información genética.
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Descubrieron la estructura del material genético presente en el núcleo de las células.
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Desarrolló una teoría que explica el origen de las células eucariotas a partir de las procariotas.