Fiche de révision : Sécurité chimique et hérédité humaine

📋 Plan du Cours

1. Qualité de l’eau et ions
2. Conductivité et dosage ionique
3. Composition et lois des gaz
4. Monoxyde de carbone et ozone
5. Effet de serre et pollution
6. Dépollution de l’air et de l’eau
7. Vocabulaire de l’hérédité
8. Analyse des arbres généalogiques
9. Échiquier de croisement et probabilités
10. Modes de transmission des maladies

📖 1. Qualité de l’eau et ions

🔑 Notions clés & Définitions

• Composé ionique : Formé de cations chargés positivement et d’anions chargés négativement.

★ À maîtriser

• La potabilité de l’eau dépend de paramètres microbiologiques, organoleptiques et physico-chimiques, notamment d’un pH proche de 7, d’une concentration modérée en ions et d’une conductivité relativement faible.

• Dans l’eau, les ions se solvatent : les molécules d’eau entourent les cations par leurs atomes d’oxygène et les anions par leurs atomes d’hydrogène.

Compléments

• Les activités humaines qui peuvent altérer la qualité de l’eau comprennent : l’agriculture, les eaux usées contenant des résidus de médicaments, la pollution plastique, la pollution par les hydrocarbures

• La solubilité des composés ioniques dans l’eau est liée au caractère polaire des molécules d’eau, dont l’oxygène porte une charge partielle négative et les hydrogènes des charges partielles positives.

💡 Astuce mémo

L’eau attire les ions : O vers les cations, H vers les anions.

📖 2. Conductivité et dosage ionique

🔑 Notions clés & Définitions

• Conductivité : Caractérise la capacité d’une solution à conduire le courant électrique.
• Dosage conductimétrique : Détermine la concentration d’un ion en mesurant la conductivité de la solution au cours d’une réaction de dosage.
• Équivalence : Moment où les réactifs sont en proportions stœchiométriques et réagissent totalement.

★ À maîtriser

• Plus la conductivité d’une solution est élevée, plus elle conduit le courant et plus la quantité d’ions présents est élevée ; la conductivité dépend aussi de la nature des ions.

📐 Formule - La concentration massique et la concentration en quantité de matière sont reliées par $C_m = C \times M$, avec Cₘ en g.L⁻¹, C en mol.L⁻¹ et M en g.mol⁻¹.

📌 Dans un dosage, la solution titrante a une concentration connue et la solution titrée a une concentration inconnue ; généralement, la solution titrante est dans la burette et la solution titrée dans le bécher.

Compléments

• Une conductivité nulle signifie que la solution ne conduit pas le courant ; c’est le cas de l’eau pure.

• La conductivité s’exprime en siemens par mètre, de symbole S.m⁻¹, et se mesure à l’aide d’un conductimètre.

📌 L’eau distillée ne contient ni minéraux ni bactéries, mais peut contenir du dioxygène et du dioxyde de carbone dissous ; l’eau déminéralisée ne contient pas de minéraux, mais peut contenir des bactéries et être impropre à un usage médical.

• Le volume de solution titrante versé à l’équivalence, noté Vₑ, se détermine par l’intersection des deux portions de droites du graphique de conductivité.

📖 3. Composition et lois des gaz

🔑 Notions clés & Définitions

• Gaz parfait : Modèle simplifié où les molécules sont considérées comme ponctuelles et où leurs interactions sont négligées, sauf lors des chocs entre elles.

★ À maîtriser

• La fraction molaire X d’une espèce dans un mélange est le rapport de sa quantité de matière à la quantité de matière totale du mélange et sa valeur est comprise entre 0 et 1.

• Dans l’air, le diazote représente 78 % (fraction molaire 0,78), le dioxygène 21 % (0,21), l’argon 0,93 % et le dioxyde de carbone 0,04 %, auxquels s’ajoutent d’autres gaz à l’état de trace.

📐 Formule - La loi des gaz parfaits s’écrit $P \cdot V = n \cdot R \cdot T$, avec P en pascals, V en mètres cubes, n en moles, T en kelvins et R = 8,32 en unités SI.

📐 Formule - La température en kelvins se calcule à partir de la température θ en degrés Celsius par $T = \theta + 273$.

Compléments

• Le zéro absolu correspond à 0 kelvin, soit −273 °C.

• Un mètre cube équivaut à 1000 litres.

📖 4. Monoxyde de carbone et ozone

🔑 Notions clés & Définitions

• Monoxyde de carbone : Gaz incolore et inodore produit par la combustion incomplète d’un composé organique lorsque le dioxygène est insuffisant.
• Ozone : Gaz bleu pâle, perceptible par l’odorat et doté d’une odeur caractéristique légèrement piquante.

★ À maîtriser

• Le monoxyde de carbone se diffuse très vite dans l’environnement et peut être mortel en moins d’une heure.

• Le monoxyde de carbone se fixe sur les globules rouges et empêche le transport correct de l’oxygène ; la gravité de l’intoxication dépend de la quantité de CO fixée par l’hémoglobine et peut conduire à une asphyxie mortelle.

• L’ozone stratosphérique est présent en quantité importante entre 25 et 40 kilomètres d’altitude et filtre une grande partie des rayons ultraviolets nocifs du Soleil.

• L’ozone troposphérique augmente lors des journées ensoleillées d’été et, à forte concentration, irrite les yeux et les voies respiratoires, peut altérer temporairement la fonction pulmonaire et aggraver des troubles pulmonaires ou cardiaques, surtout chez les enfants et les personnes âgées.

Compléments

• Les symptômes les plus fréquents sont :
  • les maux de tête
  • les nausées
  • les vomissements

💡 Astuce mémo

Ozone stratosphérique : écran protecteur ; ozone troposphérique : irritant nocif.

📖 5. Effet de serre et pollution

🔑 Notions clés & Définitions

• Gaz à effet de serre : Composants gazeux qui retiennent une partie du rayonnement infrarouge émis par la Terre et contribuent ainsi à la réchauffer.

★ À maîtriser

• Les principaux gaz à effet de serre, dans l’ordre indiqué, sont :

  • la vapeur d’eau
  • le dioxyde de carbone (CO₂)
  • le méthane (CH₄)
  • le protoxyde d’azote (N₂O)
  • l’ozone (O₃)

• Les gaz à effet de serre contribuent au réchauffement climatique, qui entraîne la fonte des glaces, l’élévation du niveau des mers et des dérèglements climatiques tels que les canicules, sécheresses, tempêtes et inondations.

📌 Les macro-polluants ont une concentration voisine de 10⁻³ g.L⁻¹, tandis que les micro-polluants ont une concentration beaucoup plus faible, comprise entre 10⁻⁹ et 10⁻⁶ g.L⁻¹.

📌 Les polluants primaires sont émis directement dans l’atmosphère, tandis que les polluants secondaires y sont formés par des réactions chimiques ou photochimiques entre polluants primaires ou entre ceux-ci et des composants naturels de l’atmosphère.

Compléments

• Une petite quantité de gaz à effet de serre est produite naturellement, tandis que la majorité est émise par les activités humaines.

• Les sources de polluants primaires peuvent être : naturelles, comme les tempêtes de sable, naturelles, comme les éruptions volcaniques, anthropiques, comme les émissions industrielles, anthropiques, comme les émissions des véhicules

📖 6. Dépollution de l’air et de l’eau

📝 Points essentiels

• Un filtre à charbon actif dépollue l’air en captant à sa surface, par adsorption, les molécules de gaz présentes dans l’air.

• Pour traiter l’eau potable, l’ozone mélangé à l’eau tue les bactéries et les virus, désactive certains toxiques comme les pesticides et peut supprimer des couleurs et des odeurs tout en améliorant le goût de l’eau.

📖 7. Vocabulaire de l’hérédité

🔑 Notions clés & Définitions

• Gène : Portion d’ADN codant généralement une protéine.
• Homozygote : Individu qui possède deux allèles identiques pour un même gène.
• Hétérozygote : Individu qui possède deux allèles différents pour un même gène.
• Allèle dominant : S’exprime à l’état homozygote ou hétérozygote, même en présence d’un allèle récessif.
• Allèle récessif : S’exprime uniquement en l’absence d’un allèle dominant.

★ À maîtriser

• Un enfant reçoit la moitié de ses chromosomes de son géniteur et l’autre moitié de sa génitrice.

Compléments

• Gregor Mendel met en évidence au XIXe siècle les lois de l’hérédité en étudiant la transmission de caractères chez des pois.

📌 Un phénotype s’écrit entre crochets [ ], un génotype avec deux allèles séparés par //, un allèle dominant en majuscule et un allèle récessif en minuscule.

💡 Astuce mémo

Dominant : s’exprime avec ou sans copie ; récessif : seulement sans allèle dominant.

📖 8. Analyse des arbres généalogiques

★ À maîtriser

• Pour déterminer si un allèle morbide est dominant ou récessif, une personne atteinte ayant deux parents sains indique un allèle récessif, tandis que des générations toutes touchées indiquent un allèle dominant.

📌 Lorsqu’un allèle morbide est porté par Y, il est représenté uniquement sur le chromosome Y ; s’il est porté par X, il est représenté uniquement sur X ; sinon, il est autosomique et les chromosomes X et Y ne figurent pas dans le génotype.

Compléments

📌 Un génotype X//Y ne représente pas une paire de chromosomes homologues ; chez un individu concerné, la présence d’une seule représentation de l’allèle morbide peut suffire à faire apparaître la pathologie.

• La présence d’une femme atteinte exclut une transmission liée à Y, tandis qu’un homme atteint dont le père est sain exclut une transmission liée à Y dans le cas étudié.

💡 Astuce mémo

Dominance d’abord, chromosome ensuite : Y, puis X, sinon autosome.

📖 9. Échiquier de croisement et probabilités

🔑 Notions clés & Définitions

• Échiquier de croisement : Un échiquier de croisement permet de déterminer la probabilité qu’un couple transmette un caractère génétique à ses enfants.

★ À maîtriser

• Pour le croisement présenté entre deux parents porteurs de S et m, les descendants ont chacun 25 % de probabilité d’être S//S sain, S//m sain, S//m sain ou m//m malade.

Compléments

• Dans l’échiquier présenté, les génotypes obtenus sont S//S, deux cases S//m et m//m, chacun ayant une probabilité de 25 %.

📖 10. Modes de transmission des maladies

★ À maîtriser

• Dans le cas d’un allèle morbide récessif autosomique, le génotype ne fait pas apparaître les chromosomes gonosomiques ; le cours écarte la transmission par Y si des femmes sont atteintes et par X lorsque la plupart des femmes malades ont un père sain.

• Dans le cas d’un allèle morbide récessif lié à X, l’allèle morbide apparaît uniquement sur le chromosome X ; le cours écarte Y lorsqu’un homme malade a un père sain.

• Dans le cas d’un allèle morbide dominant autosomique, toutes les générations sont touchées et deux parents malades peuvent avoir un enfant sain ; l’allèle morbide s’écrit en majuscule.

• Dans une transmission liée à Y, un père malade transmet l’allèle morbide à tous ses fils et l’allèle morbide apparaît uniquement sur le chromosome Y.

Compléments

• Dans le cas d’un allèle morbide dominant autosomique, le cours écarte Y si tous les hommes ne sont pas malades et X si un père malade n’a pas toutes ses filles malades.

📊 Tableaux de synthèse

Polluants atmosphériques