Exercices Une structure complexe : la cellule vivante

Robert Hooke, scientifique anglais, a joué un rôle majeur dans l’avancée des connaissances sur la composition du monde vivant. En 1665, dans son livre Micrographia, voici ce qu’il écrit :

«  J’ai pris un beau morceau de liège et […] avec un scalpel aiguisé, j’ai prélevé une tranche extrêmement mince et, puisque c’était un objet clair je l’ai placé sur un porte-objet noir. J’ai projeté de la lumière sur ce fragment à l’aide d’un verre plan convexe¹ épais et j’ai pu voir avec une netteté extrême que ce fragment était entièrement perforé et poreux, ressemblant beaucoup à un rayon de cire d’abeille. […] Ces pores ou cellules ne sont pas très profonds […]. Ce sont les premiers pores microscopiques que j’ai vus ; ce sont probablement les premiers qui aient jamais été vus, car je n’ai rencontré aucun écrivain ni auteur qui en ait fait mention auparavant. »

_{1. lentille optique}

Citez l’élément mis en évidence par Robert Hooke dans cet extrait.

Tous les êtres vivants sont constitués d’une ou plusieurs cellules. La cellule constitue l’unité structurale et fonctionnelle des êtres vivants. La découverte de cette unité cellulaire est liée à l’invention du microscope. Puis, les avancées technologiques ont permis l’exploration de l’intérieur de la cellule.

Réalisez un schéma légendé simplifié d’une cellule humaine.

La mucoviscidose est la maladie génétique la plus fréquente en Europe. Certains organes du corps humain possèdent des cellules productrices de mucus. Le mucus est un liquide assurant un rôle protecteur, pour cela il doit être fluide. Chez les individus atteints de mucoviscidose, le mucus produit par les cellules est anormalement visqueux, provoquant d’importants dysfonctionnements dans le corps.
La protéine appelée CFTR a été identifiée comme responsable de la mucoviscidose. Cette protéine est produite dans le cytoplasme des cellules productrices de mucus. Puis, une fois formée, la protéine CFTR va s’implanter dans la membrane. Elle joue alors le rôle de canal en permettant la sortie des ions chlorure ($\text{Cl}^-$), ce qui est nécessaire à la production d’un mucus fluide. Chez les individus atteints de mucoviscidose, la protéine CFTR n’est pas transportée dans la membrane : les ions chlorure ne peuvent pas sortir.

Document 1 : Schéma représentant le fonctionnement de cellules productrices de mucus chez une personne non malade (gauche) et chez une personne atteinte de mucoviscidose (droite)

Complétez le document 1.