PEGASUS Chimie Ch1

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🎯 Renseignements d'examen — captés dans la bouche du prof (séance 1)

« Le type de questions que je pose [aux répétitoires], c'est le même type de questions que vous auriez à l'examen. » → le TD ci-dessous = le format exact du concours.
Contenu d'examen officiel : « notes des exemples vus dans le cours + supports » — tout exemple fait au tableau est matière d'examen.
Livres « fortement recommandés » pour s'exercer : Bonin & Marchal « La chimie générale en 1001 QCM » et Gédéon « QCM d'entraînement ». Atkins = référence de cours (« pas besoin d'acheter un livre, tout est donné dans le cours »).
Comité des retranscrits d'examen : « certaines questions retombent d'année en année » → les 4 retranscrits 2021–2024 sont un gisement.
Pondération interne du cours (heures annoncées d.4) : Propriétés de la matière 4h · Liaisons 4h · Réaction & énergie 4h · Applications équilibres 4h · Cinétique 4h · Équilibres 2h · Cinétique+équilibre 2h · Ce chapitre 2h · Forces intermoléculaires 1h · Transformation de la matière 1h.
💣 Capté en ouverture de séance 2 (pour le Ch2) : « Il est très probable qu'il y aura deux questions sur les concentrations [à l'examen]. Si vous faites des erreurs, les calculs de concentration peuvent avoir des conséquences dramatiques — vous n'avez pas le droit de faire des erreurs de calcul. » Le prof annonce ses questions à l'avance.

Les 5 notions du chapitre — décortiquées diapo + oral

N1Pourquoi la chimie en médecine — conservation de la massed.5–11

Le corps = un réseau chimique interconnectéd.5

📊 DIAPOSLe corps humain est un système complexe de processus chimiques qui interagissent entre eux. La cellule = la plus petite unité vivante ; chaque être vivant est constitué d'une ou plusieurs cellules.

🎙️ ORAL DU PROF« Si avec un médicament on change la concentration d'un composé dans la cellule, on ne peut pas regarder ça de manière isolée : ça va avoir des conséquences sur la concentration d'autres espèces, parce que tout est lié. » Et sa définition fétiche : « La cellule, pour moi, c'est un réacteur chimique. Très complexe, mais un réacteur chimique. » C'est LA grille de lecture de tout son cours.

Les lois fondamentales s'imposent à la celluled.6

📊 DIAPOSLes fonctions fondamentales d'une cellule (alimentation, communication, reproduction…) sont toutes liées à des processus chimiques. Une cellule ne peut pas échapper aux lois de la physique/chimie (conservation de l'énergie, principes de la thermodynamique) et doit constamment lutter contre l'entropie (évolution vers le plus grand désordre).

🎙️ ORAL DU PROF« D'une part une cellule doit avoir de l'ordre, d'autre part il y a une tendance naturelle vers le désordre. Pour créer et maintenir cet ordre, la cellule doit travailler. » Il annonce que c'est le fil rouge : la force motrice des processus physico-chimiques — pour lui « peut-être le plus important » du cours entier.

Conservation de la masse (microscopique)d.7

📊 DIAPOS

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O (combustion du glucose)

Masse des réactifs = masse des produits ; le nombre d'atomes de chaque élément est identique des deux côtés (ici C:6, H:12, O:18). Conséquence : toute équation chimique doit être équilibrée.

🎙️ ORAL DU PROF« Un atome d'oxygène reste un atome d'oxygène. » Les transmutations = chimie nucléaire, hors programme chimie (vous en verrez en physique). C'est la justification profonde de l'équilibrage.

MÉTHODE — équilibrer une combustion (fait au tableau)d.8 + oral

🎙️ ORAL DU PROF — méthode complète, pas à pasExemple traité en direct : combustion du triglycéride C₅₅H₉₈O₆. Sa règle : « Je ne commence jamais par l'oxygène, parce que l'oxygène se trouve dans tous les réactifs et tous les produits. »
① C d'abord : 55 C → 55 CO₂ · ② H : 98 H → 49 H₂O · ③ O en dernier : à droite 110 + 49 = 159 ; déjà 6 à gauche → il manque 153 atomes → 153/2 O₂ (×2 pour des entiers) :

2 C₅₅H₉₈O₆ + 153 O₂ → 110 CO₂ + 98 H₂O ✓ vérifié Python

Au passage il apprend à compter les atomes sur une structure semi-développée (C et H implicites, groupes CH₃/CH₂, H sur double liaison C=C).

📝 TOMBE EN QCMTD1 Q8 (saccharose), Q10 (glycine), Q11 (redox MnO₄⁻) — voir section TD plus bas. C'est LA compétence de calcul n°1 du chapitre.

Le quotient respiratoire QR = V(CO₂)/V(O₂)d.9–10

📊 DIAPOSLe QR se lit directement sur les coefficients stœchiométriques de la combustion :

Substrat	Réaction	QR
Glucides (glucose)	6 CO₂ / 6 O₂	1.0
Lipides (triglycéride)	110 CO₂ / 153 O₂	≈ 0.72
Protides (glutamine, TD1)	5 CO₂ / 6 O₂	≈ 0.83

Application médicale (d.10) : le QR mesuré à l'effort renseigne sur le substrat brûlé (test d'effort).

⚠️ PIÈGEQR = CO₂ produit / O₂ consommé — ne pas inverser. Et pour un protide, ne pas oublier le N₂ dans les produits avant d'équilibrer l'oxygène (TD1 Q7).

Bilan de masse du corps entierd.11

📊 DIAPOS

m(IN) = m(OUT) + Δm ; m(IN) > m(OUT) → Δm > 0

IN : nourriture, air inspiré (O₂). OUT : excréments, urine, air expiré (CO₂), sueur (H₂O, sels), peau morte, cheveux. La loi microscopique vaut aussi à l'échelle du corps.

N2Énergie et vie — conservation, qualité, ATP, muscled.12–18

Conservation de l'énergie : bilans micro et macrod.12–13

📊 DIAPOS« Énergie chimique » = énergie potentielle stockée dans les liaisons entre atomes. Glucose = haute teneur énergétique ; CO₂ et H₂O = basse teneur. Corps entier (T constante) :

E(IN) = E(OUT) + ΔE ; E(IN) > E(OUT) → ΔE > 0 (stockage)

OUT : chaleur, travail, biosynthèse, maintien des gradients, déchets.

🎙️ ORAL DU PROFLe surplus est stocké sous forme de graisse : « par gramme, on peut stocker plus d'énergie [en graisse] que pour le glucose » — d'où le choix évolutif du corps. Et en permanence : gradient de température corps (37°) ↔ salle (20–23°) → « à chaque instant, vous perdez de l'énergie sous forme de chaleur ».

Énergies « ordonnées » vs « non-ordonnées » (haute/basse qualité)d.14

📊 DIAPOS

Ordonnées = haute qualité	Non-ordonnées = basse qualité
potentielle (macro), électrique, cinétique, « chimique »	mouvements des atomes/molécules : translations, rotations, vibrations
ne dépendent pas de T	dépendent de la température

🎙️ ORAL DU PROFHaute → basse qualité : facile, rendement ≈ 100 % (bouilloire : électrique → agitation thermique). Basse → haute : jamais 100 % — « c'est impossible » — exemple du moteur Stirling (chaleur → mouvement, rendement ~10 %). Et il annonce : « c'est lié à cette entropie, on va en discuter » → c'est le 2ᵉ principe déguisé, qui revient au chapitre thermo.

⚠️ PIÈGEL'énergie chimique est classée haute qualité / ordonnée et indépendante de T — contre-intuitif, piège K' classique.

LES 3 ORDRES DE GRANDEUR — calculs modèles à savoir refaired.15

📊 DIAPOS — vérifiés Python ① Lever 100 kg de 10 m : w = m·g·h = 100 × 9.81 × 10 = 9 810 J ≈ 9.81 kJ
② Chauffer 1 L d'eau de 20→100 °C (1 cal = 4.185 J = élever 1 g d'eau de 1 °C) : q = m·ΔT·c = 1000 g × 80 °C × 1 cal = 80 000 cal = 335 kJ
③ Brûler 1 mol de glucose = 180.16 g (≈ le sucre de 1.6 L de Coca) → libère 2 800 kJ.

🎙️ ORAL DU PROFLa hiérarchie à retenir : chauffer l'eau ≫ travail mécanique, et le glucose écrase tout — « avec ça, un homme de 100 kg peut en principe monter 3 km » (2800/9.81 ≈ 285 montées de 10 m ≈ 2.9 km ✓).

📝 TOMBE EN QCMTD1 Q9 (18.85 g de glucose pour +1 K sur 70 kg) et annale 2024 Q42 (cerveau 25 W pendant 45 min → 4.3 g) : le MÊME schéma q = m·c·ΔT ou P·t, puis règle de trois via 2800 kJ/mol. Il retombe.

ATP : la monnaie énergétique — ΔG° = −30.9 kJ/mold.16

📊 DIAPOSL'énergie de l'oxydation (glucides, lipides, protéines, alcool) est convertie en forme utilisable et stockable :

ATP⁴⁻ + H₂O → ADP³⁻ + H₂PO₄⁻ ΔG° = −30.9 kJ/mol

ΔG = énergie libre de Gibbs = énergie disponible pour fournir du travail.

🎙️ ORAL DU PROF« L'énergie libérée par la combustion n'est pas directement utilisable par le corps » — il faut la convertir en ATP, le carburant des machines moléculaires. Il différencie déjà H (enthalpie, d.28 : −2800) et G (Gibbs) : « ce sont différentes choses, on va discuter en détail » → annonce du chapitre thermo.

⚠️ PIÈGENe pas confondre ΔH° = −2800 kJ/mol (combustion du glucose) et ΔG° = −30.9 kJ/mol (hydrolyse de l'ATP). Deux grandeurs, deux réactions.

La contraction musculaire : cycle actine–myosined.17–18

📊 DIAPOSMuscle = fibres d'actine + myosine. La contraction est propulsée par l'hydrolyse de l'ATP (« énergie chimique » → travail).

🎙️ ORAL DU PROF — le cycle complet en 4 temps① ATP lié à la tête de myosine ; hydrolyse ATP → ADP + Pi libère l'énergie → la tête se plie (armement). ② La tête pliée se lie à l'actine. ③ « Power stroke » : la tête revient à sa position initiale → déplacement relatif des fibres = contraction. ④ Un nouvel ATP se lie → casse la liaison actine–myosine → retour au départ. Bilan d'un tour : 1 ATP consommé, 1 pas de glissement. « Une machine moléculaire qui utilise l'ATP comme carburant. »

Rendement < 100 % → thermorégulationd.18

📊 DIAPOSL'efficacité de la conversion chimique→travail n'est pas 100 % → chaleur produite. Corps à T = 37 °C constante → transfert vers l'environnement par : radiation · conduction · évaporation (transpiration) : H₂O(liq) → H₂O(gaz) coûte 40.6 kJ par 18 g (1 mol) d'eau.

🎙️ ORAL DU PROFRadiation = « à tout instant il y a émission de photons infrarouges de votre corps » (visible caméra IR). Et la pépite évolutive : « beaucoup d'animaux ne peuvent pas transpirer — c'est un avantage de notre espèce ».

N3La cellule comme usine chimiqued.19–22

Les 3 organites vedettes et leur chimied.20–21

📊 DIAPOS — tableau à connaître tel quel

Organite	Rôle	Importance de la chimie
Membrane cellulaire	protège le contenu, contrôle entrées/sorties	lutte contre l'entropie, maintien des différences de concentration
Noyau	contient l'information génétique, dirige les activités	information stockée dans 4 bases nucléiques, reconnaissance intermoléculaire
Mitochondries	dégradent les nutriments pour fournir l'énergie	combustion C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O, ΔH° = −2800 kJ/mol

🎙️ ORAL DU PROFNoyau = « le centre de commande » ; mitochondries = « les centrales de la cellule ». Ce tableau est sa réponse-type à « pourquoi la chimie en médecine ».

La cellule échange matière + énergie + informationd.22

📊 DIAPOSSchéma central : IN = énergie chimique (aliments = molécules à haute teneur + réactifs de synthèse) et messages (neurotransmetteurs, hormones) ; OUT = déchets, chaleur, messages. La cellule = réactions chimiques au centre du flux.

🎙️ ORAL DU PROF« Une cellule, ce n'est pas quelque chose d'isolé : tout le temps un échange de matière, d'énergie et d'information avec l'environnement. » Triptyque à ressortir tel quel en K'.

N4Les conditions essentielles de la vie — le cœur du chapitred.23–37

Les 4 problèmes fondamentaux — tous résolus par la chimied.24

📊 DIAPOS① Isolation du monde extérieur · ② Alimentation · ③ Contrôle des transformations chimiques · ④ Reproduction. « Ces problèmes sont tous résolus par une approche chimique ! » — c'est l'architecture des diapos 25→37.

📝 TOMBE EN QCMTD1 Q2 : « posséder au moins deux cellules » est l'intrus (les unicellulaires existent — d.6 : « une ou plusieurs cellules »). Les 4 vrais indispensables = la liste ci-dessus.

① Isolation : la membrane semi-perméabled.25

📊 DIAPOSSéparer l'intérieur (« réacteur chimique ») de l'extérieur ; maintenir les gradients (Na⁺, K⁺) ; maintenir un flux contrôlé (réactifs, produits, déchets). Solution chimique : membrane semi-perméable (phospholipides + protéines).

🎙️ ORAL DU PROF« Contrôlé veut dire : si la cellule a besoin de glucose, il faut en incorporer beaucoup ; s'il n'y a pas besoin, il faut arrêter. »

L'entropie : spontanéité, équilibre, flèche du tempsd.26

📊 DIAPOSToute transformation spontanée (= sans influence externe) s'effectue avec augmentation de l'entropie GLOBALE (système + environnement) : 2ᵉ principe. Exemple : diffusion d'un colorant dans l'eau → solution homogène (plus de gradient) = équilibre. « À l'équilibre il n'y a plus de changements macroscopiques (le système est “mort”). » La réaction inverse n'est pas spontanée mais possible : il faut dépenser de l'énergie.

🎙️ ORAL DU PROF — l'explication profonde« Est-ce que ça viole les lois de la physique de revenir en arrière ? Non. C'est juste une question de probabilité. Vous avez 10²³ molécules ; la probabilité qu'elles se retrouvent toutes au même endroit est tellement petite que ça n'arrivera jamais. Les systèmes vont vers la situation la plus probable — c'est ça, l'entropie. » Et : « si vous ne comprenez pas ça maintenant, ça revient dans le cours en détail » → sera re-traité au chapitre thermo.

⚠️ PIÈGE« Spontané » ≠ rapide, et l'entropie qui augmente = celle de l'ensemble système+environnement, pas forcément du système seul. Formulations K' favorites.

Les gradients Na⁺/K⁺ — les 4 valeurs + le chiffre 25 %d.27

📊 DIAPOS — valeurs exactes à mémoriser

	[K⁺]	[Na⁺]
Plasma (extérieur)	0.004 M	0.14 M
Cytoplasme (intérieur)	0.11 M	< 0.01 M

Maintenir ces gradients réclame 25 % de l'ATP « produit » par l'organisme (lutte contre l'entropie).

🎙️ ORAL DU PROFPourquoi c'est du travail : « la tendance naturelle veut que les concentrations s'équilibrent à travers la membrane. Pour créer de l'ordre, la cellule doit travailler » → pompes ioniques alimentées par l'ATP. Son analogie : « c'est comme chez vous à la maison : pour maintenir de l'ordre, il faut travailler ». Gradients essentiels notamment aux signaux nerveux.

⚠️ PIÈGEK⁺ dedans / Na⁺ dehors (mnémo : K = Keep inside, Na = Not allowed). Inverser les deux est LE piège. Et 25 % = pour les gradients, pas « pour le cerveau ».

② Alimentation : −2800 kJ/mol et la réaction inverse des plantesd.28–30

📊 DIAPOS

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O ΔH° = −2800 kJ/mol (libération)

Plantes : 6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ ΔH° = +2800 kJ/mol (absorption)

Cycle ATP/ADP (d.30) : synthèse d'ATP ← énergie des aliments ; hydrolyse → biosynthèse, transport des ions, contraction musculaire, décontamination… « en général : lutter contre l'entropie ».

🎙️ ORAL DU PROFMitochondries ↔ chloroplastes : « le processus opposé a lieu dans les chloroplastes » ; combustion = spontanée, photosynthèse = non spontanée, possible uniquement avec une source externe : le Soleil. Signe de ΔH inversé = même valeur absolue.

③ Contrôle : les enzymes, catalyseurs spécifiquesd.31

📊 DIAPOSBut : contrôler précisément la vitesse et la nature des réactions. Solution : catalyseurs (enzymes), spécifiques d'une transformation. Mécanisme : substrat + site actif → complexe enzyme–substrat → produits + enzyme régénérée.

🎙️ ORAL DU PROFLe raisonnement d'exclusion : un chimiste accélère une réaction en chauffant ou en catalysant. « Chauffer, dans le corps, ce n'est pas possible — la température est constante » → la vie n'a qu'une seule option : les biocatalyseurs. Et ajouter l'enzyme ne suffit pas : il faut pouvoir réguler (→ allostérie).

Déterminer la structure des protéines : 3 méthodesd.32

📊 DIAPOS + 🎙️ ORAL① Rayons X (cristallographie — il faut un cristal ; position de chaque atome) · ② Microscopie électronique (cryo-EM, surtout grandes protéines) · ③ RMN (résonance magnétique nucléaire — structure 3D en solution). Diapo : Kurt Wüthrich, ETHZ, Prix Nobel de Chimie 2002 pour la RMN des macromolécules biologiques ; exemple du prion avec charges ±.

⚠️ PIÈGERMN = en solution (pas besoin de cristal) ; rayons X = cristal obligatoire. Distinction qui fait un joli K'.

L'allostérie + l'exemple PFK-1 (rétro-contrôle)d.33–34

📊 DIAPOS — définition officielle« Allostérie : propriété de certaines enzymes qui peuvent changer de structure spatiale lorsqu'elles se lient à un effecteur à un site différent du site actif. Cette liaison se traduit par une modification de l'activité (la vitesse de réaction change). » Exemple (d.34) : la PFK-1 catalyse fructose-6-phosphate + ATP → fructose-1,6-bisphosphate + ADP, étape régulatrice de la glycolyse ; la PFK-1 est inhibée (allostérie) par des taux élevés d'ATP.

🎙️ ORAL DU PROF — le mécanisme d'équilibreL'enzyme existe sous 2 formes en équilibre (active / inactive). Un activateur se lie hors site actif → stabilise la forme active → réaction rapide ; un inhibiteur déstabilise → réaction freinée. La logique PFK-1 : « s'il y a déjà beaucoup d'ATP, il ne faut pas en produire plus — l'ATP agit comme inhibiteur et freine la production d'ATP » (rétro-contrôle négatif). Et l'ouverture médicale : « beaucoup de recherches dans l'industrie pharmaceutique pour trouver des activateurs et inhibiteurs — c'est un principe de fonctionnement pour un médicament. »

⚠️ PIÈGEL'effecteur se lie ailleurs qu'au site actif (sinon c'est de l'inhibition compétitive, autre concept). Et l'ATP est ici inhibiteur alors qu'il est « l'énergie » — piège logique adoré.

④ Reproduction : le code TAGC et le génie des ponts Hd.35–37

📊 DIAPOSInformation stockée dans un code à 4 bases nucléiques : T, A, G, C. L'association intermoléculaire par liaisons hydrogène de paires complémentaires (T–A, G–C) produit le double brin d'ADN (squelette sucre–phosphate). d.37 : réplication = ouverture + recopie des deux brins.

🎙️ ORAL DU PROF — 2 pépites jamais écrites sur les diapos① Capacité du code : brin de 10 bases → 4¹⁰ ≈ 10⁶ séquences possibles (vérifié : 1 048 576). ② Pourquoi des ponts hydrogène ? « Assez forts pour faire des structures bien organisées [à 37 °C], mais pas trop forts pour être cassés pendant la réplication. C'est une question d'énergie de liaison par rapport à la température — c'est pour ça que les ponts hydrogène sont idéaux. » Argument énergie/température typique de sa façon de poser des QCM.

N5La chimie du corps en action — O₂, fer, phénylcétonuried.38–48

La chaîne de l'oxygène : 4 étapes, 4 protéinesd.39

📊 DIAPOSO₂ (air) → poumons (assimilation) → sang (transport, hémoglobine) → muscle (stockage, myoglobine) → utilisation (cytochrome c oxydase). Même réaction et même énergie que la combustion au labo (ΔH° = −2800 kJ/mol).

🎙️ ORAL DU PROF« La quantité d'énergie libérée est tout à fait la même ; mais le mécanisme est différent — on n'a pas de flammes dans notre corps. » Et pourquoi ce système : au labo l'O₂ de l'air touche le glucose ; dans le corps la combustion a lieu dans les mitochondries, loin de l'air → il FAUT un transport.

Hémoglobine : 4 hèmes, Fe(II), et pourquoi le ferd.40

📊 DIAPOSL'O₂ est peu soluble dans le sang → l'organisme utilise l'hémoglobine (Hb, protéine). Hb possède 4 hèmes (porphyrines) contenant du fer(II) ; chaque hème fixe 1 molécule d'O₂.

🎙️ ORAL DU PROFLa solubilité physique existe mais est trop faible → « c'est pour ça que la nature a développé un transport actif ». Pourquoi le fer : « cette liaison ne doit pas être trop forte, parce qu'à un moment donné l'hémoglobine doit relâcher l'oxygène pour le donner à la myoglobine » — même logique énergie-ajustée que les ponts H de l'ADN.

📝 TOMBE EN QCMTD1 Q5 (K') : O₂ transporté sous forme moléculaire (pas atomique) ; O₂ très peu soluble = VRAI ; O = constituant majoritaire en masse du corps = VRAI (~65 %).

Les 2 équilibres de fixation et leurs Kfixd.41

📊 DIAPOS — formules exactes

Hb + 4 O₂ ⇌ Hb(O₂)₄ K_fix = [Hb(O₂)₄] / ( [Hb] · p(O₂)⁴ )

Mb + O₂ ⇌ MbO₂ K_fix = [MbO₂] / ( [Mb] · p(O₂) )

Constante d'équilibre thermodynamique : produits sur réactifs ; concentrations en mol/L, pressions en bar ; sans unité. Mb ne contient qu'une seule porphyrine de fer.

⚠️ PIÈGEPuissance 4 pour Hb (4 O₂), puissance 1 pour Mb. Pression du gaz (pas concentration). Conversion : 1 bar = 750 Torr. Ce trio d'étourderies fabrique les distracteurs des QCM Kfix.

📝 TOMBE EN QCM — les 2 calculs types (TD1 Q3 & Q12, vérifiés)Everest : α = 30 % à p(O₂) = 50 Torr = 50/750 bar → K = (0.3/0.7)/p⁴ = 2.17·10⁴. · Mb à 50 % : α/(1−α) = 1 → p = 1/K = 1/266 bar = 2.8 Torr. Maîtrise = savoir passer de α à [X]/[X]tot et convertir Torr↔bar.

Courbes de saturation : le transfert Hb → Mbd.42

📊 DIAPOSα = [MbO₂]/[Mb]tot (ou [Hb(O₂)₄]/[Hb]tot) ∈ [0;1]. Alvéoles pulmonaires : p(O₂) ≈ 100 Torr → Hb quasi saturée. Capillaires (muscles) : p(O₂) ≈ 20 Torr → Hb relâche l'O₂, la myoglobine (courbe plus haute à basse pression) le capte.

🎙️ ORAL DU PROF — la phrase-philosophie« Il n'y a pas un gars qui dit “maintenant relâche l'oxygène”. C'est purement basé sur les principes de chimie — un pur processus thermodynamique. Il n'y a pas de miracle. » Hors équilibre → force motrice vers l'équilibre ; à chaque pression, chaque protéine rejoint SA courbe. C'est l'exemple-vitrine de tout son cours (équilibres, chap. 7-8).

SpO₂ : mesurer la saturation par la lumièred.43

📊 DIAPOSL'oxyhémoglobine (HbO₂) absorbe plus l'infrarouge et laisse passer plus de rouge ; la déoxyhémoglobine (Hb) absorbe plus le rouge et laisse passer plus d'IR. L'oxymètre de pouls compare les deux longueurs d'onde → SpO₂ au niveau des capillaires.

🎙️ ORAL DU PROF (séance 2)Mesure non-invasive (aucune prise de sang) : source lumineuse à travers le doigt + capteur derrière ; on compare l'absorption des spectres de HbO₂ et Hb — « il suffit en principe de mesurer à deux longueurs d'onde » pour calculer α. Conséquence visible : HbO₂ plutôt rouge, Hb (désoxygénée) plutôt bleutée — les deux formes ont des couleurs différentes.

📝 TOMBE EN QCMTD1 Q4 : « la fixation du dioxygène change la couleur de l'hémoglobine » = la proposition VRAIE (c'est le principe même du SpO₂ ; sang artériel rouge vif vs veineux sombre).

Le métabolisme du fer — les chiffres et les 2 protéinesd.44

📊 DIAPOS — schéma quantitatif complet

Étape	Valeur / acteur
Alimentation	10–20 mg/jour
Assimilation intestinale	1–2 mg/jour seulement (peu efficace)
Transport sanguin	transferrine
Répartition	75 % hémoglobine · 10–20 % stockage · 5–15 % autre
Stockage	ferritine (foie, cœur)
Pertes	1–2 mg/j (desquamation épithéliale, bile, menstruation)

L'absorption dépend de la forme chimique : fer héminique (hémoglobine, myoglobine) très bien absorbé ; fer des complexes organiques (végétaux) peu absorbé.

🎙️ ORAL DU PROF (séance 2) — 4 chiffres jamais écrits sur les diapos① Le corps contient 3 à 4 g de fer au total. ② « Environ 10 % du fer de la nourriture est finalement absorbé ». ③ Menstruation : 10 à 30 mg perdus par cycle — « c'est beaucoup ». ④ Selon l'OMS, ~30 % de la population mondiale souffre d'une carence en fer. Le stock de ferritine sert « pour les périodes où on ne peut pas incorporer assez de fer ».

⚠️ PIÈGE MORTEL (TD1 Q1)Transferrine = transport / ferritine = stockage — l'inversion est LE distracteur du TD (réponse E fausse). Le fer est fixé dans l'hème par la porphyrine (pas un acide carboxylique) ; la majorité du fer est dans l'Hb (pas la cytochrome c oxydase) ; bonne réponse : l'assimilation est très peu efficace.

La phénylcétonurie : le désordre chimique modèled.45–48

📊 DIAPOS — la cascade complèteGène défectueux → absence de l'enzyme phénylalanine hydroxylase (foie) → la phénylalanine en excès n'est plus transformée en tyrosine (hydroxylation) → accumulation ; l'excès de Phe est toxique pour le système nerveux → empêche le développement du cerveau (retard mental).

Phe (mg/100 ml)	Normal	Malade
Plasma	1 à 10	15 à 63
Urines	30	300 à 1000

Détection : métabolite inhabituel = acide phénylpyruvique (urines) ; test de Guthrie ou spectrométrie de masse (sang). Traitement : régime pauvre en phénylalanine (éviter viande, poisson, œufs, laitages, légumes secs…) → développement cérébral normal.

🎙️ ORAL DU PROF (séance 2) — le mécanisme du test de GuthrieLa seule différence Phe → Tyr = un groupe OH ajouté (« hydroxylation »). Le test de Guthrie expliqué : on utilise des bactéries Bacillus subtilis qui « ont besoin de beaucoup de phénylalanine pour proliférer » → on mélange une goutte de sang du bébé avec ces bactéries : prolifération = malade. Les deux méthodes modernes (Guthrie, spectrométrie de masse) nécessitent une prise de sang. Chez le malade, la Phe urinaire est 10 à 30 fois la normale. Ce cas ferme la boucle du chapitre : UNE enzyme manquante = UNE maladie majeure — la démonstration finale que « la médecine, c'est de la chimie ».

📝 TD1 — les 12 questions officielles, résolues et vérifiées (= format examen)

Séance du lundi 29.9 — « Chimie, médecine et propriétés de la matière ». Le prof : « le même type de questions que vous auriez à l'examen ». Les 12 réponses ci-dessous sont validées contre le corrigé officiel manuscrit du prof (lu page par page) ET re-vérifiées en Python — double contrôle, zéro écart. Clique pour révéler.

Q1 (Type A) — Le fer : quelle proposition est exacte ?

Réponse D : « L'assimilation du fer des aliments est très peu efficace » (1–2 mg sur 10–20 ingérés, d.44). A : dépend de la forme (héminique ≫ végétal). B : fixé par la porphyrine de l'hème. C : 75 % du fer est dans l'Hb. E : transport = transferrine (ferritine = stockage).

Q2 (Type A) — Indispensable à la survie… sauf :

Réponse C : « posséder au moins deux cellules » — faux, les unicellulaires vivent très bien (d.6 : « une ou plusieurs cellules »). Les 4 autres = les conditions essentielles (d.24).

Q3 (Type A) — Kfix de l'Hb au sommet de l'Everest (α = 30 %, p(O₂) = 50 mmHg)

Réponse C : 2.17·10⁴. Méthode : α = 0.30 → [Hb(O₂)₄]/[Hb] = 0.3/0.7 ; p = 50/750 = 0.0667 bar ; K = (0.3/0.7)/0.0667⁴ = 2.17·10⁴ ✓ Python. Réflexes : ratio α/(1−α), conversion en bar, puissance 4.

Q4 (Type A) — Transfert Hb → Mb : quelle proposition est exacte ?

Réponse C : la fixation d'O₂ change la couleur (principe du SpO₂, d.43). A : même atome (Fe) dans les deux. B : c'est l'inverse (Hb relâche, Mb capte). D : la baisse de p(O₂) est favorable à la libération. E : inversé (Hb 4 hèmes, Mb 1).

Q5 (Type K') — L'oxygène O₂ : V/F pour chaque proposition

A VRAI (oxydant cellulaire, cytochrome c oxydase). B FAUX (transporté sous forme moléculaire O₂, fixé sur Fe). C VRAI (très peu soluble → besoin d'Hb). D VRAI (O ≈ 65 % de la masse corporelle — surtout via H₂O).

Q6 (Type K') — H et D (deutérium), isotopes : V/F

A VRAI (même Z = 1, définition d'isotopes). B FAUX (A = 1 vs 2, le neutron change). C VRAI (même Z → mêmes électrons pour l'atome neutre). D FAUX / E FAUX : propriétés de H₂O et D₂O semblables mais pas identiques (l'eau lourde diffère légèrement). Pont vers le Ch2 (propriétés de la matière).

Q7 (Type A) — QR de la glutamine C₅H₁₀N₂O₃

Réponse A : 0.83. C₅H₁₀N₂O₃ + 6 O₂ → N₂ + 5 CO₂ + 5 H₂O (le prof écrit : O = 10+5−3 = 12 → 6 O₂). QR = 5/6 = 0.833 ✓ officiel + Python. Réflexe : mettre le N₂ AVANT d'équilibrer O. Bonus du manuscrit : pourquoi des volumes = des moles ? PV = nRT à P et T constantes → V ∝ n, donc V(CO₂)/V(O₂) = n(CO₂)/n(O₂). Justification exigible.

Q8 — Fermentation du saccharose (à écrire)

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → 4 C₂H₅OH + 4 CO₂

C : 12 = 8+4 ✓ · H : 24 = 24 ✓ · O : 12 = 4+8 ✓ (officiel + Python). Méthode algébrique du manuscrit (2ᵉ outil, quand le pas-à-pas coince) : poser a·C₁₂H₂₂O₁₁ + b·H₂O → c·C₂H₆O + d·CO₂, écrire une équation par élément (C : 12a = 2c+d ; H : 22a+2b = 6c ; O : 11a+b = c+2d), résoudre → c = d, a = c/4 → a=1, b=1, c=d=4.

Q9 (Type A) — Masse de glucose pour élever 70 kg de 35.5 → 36.5 °C

Réponse B : 18.85 g. q = m·c·ΔT = 70 000 g × 4.185 × 1 K = 292.95 kJ ; m = 292.95/2800 × 180.16 = 18.85 g ✓ Python. Le clone du calcul d.15 — et de l'annale 2024 Q42.

Q10 — Combustion de la glycine (à équilibrer)

4 H₂NCH₂COOH + 9 O₂ → 2 N₂ + 8 CO₂ + 10 H₂O

Gauche : C8 H20 N4 O(8+18=26) = Droite : C8 H20 N4 O(16+10=26) ✓ Python. (Version ×½ : 2 gly + 9/2 O₂ → N₂ + 4 CO₂ + 5 H₂O.)

Q11 (Type A) — Coefficients de a MnO₄⁻ + b H₂SO₃ + c H⁺ → d Mn²⁺ + e H₂SO₄ + f H₂O

Réponse B : 2, 5, 6, 2, 5, 3. Redox : Mn passe de +VII à +II (5 e⁻) ; S de +IV à +VI (2 e⁻) → 2 Mn pour 5 S. Charges : −2+6 = +4 ✓ ; H : 10+6 = 10+6 ✓ ; O : 8+15 = 20+3 ✓ officiel + Python. La méthode du prof dans le manuscrit = ÉLIMINATION (il écrit le mot) : ① conservation du Mn → a = d → élimine D et E ; ② conservation de la charge → c − a = 2d → teste A (6−5 ≠ 10 ✗), B (6−2 = 4 ✓), C (6−1 ≠ 2 ✗) → B, sans tout équilibrer. Réflexe chrono en QCM de coefficients.

Q12 (Type A) — Pression de demi-saturation de la myoglobine (Kfix = 266)

Réponse C : 2.8 Torr. α = 0.5 → [MbO₂]/[Mb] = 1 → K = 1/p → p = 1/266 bar = 0.00376 bar × 750 = 2.82 Torr ✓ Python. Symétrique de Q3, en sens inverse (on isole p).

🏛️ Annales (retranscrits 2021–2024) — comment le Ch1 tombe VRAIMENT

Constat après croisement des 4 retranscrits : le Ch1 ne tombe presque jamais « en direct » (zéro question hémoglobine/phénylcétonurie repérée) — il tombe par ses compétences, recyclées dans les chapitres suivants :

① Le calcul calorimétrie/combustion retombe tel quel — Examen 2024, Q42 : « Combien de grammes de glucose le cerveau consomme-t-il en 45 min à 25 W (2828 kJ/mol, 180 g/mol) ? » → E = 25 × 2700 = 67.5 kJ → m = 67.5/2828 × 180 = 4.3 g ✓ Python. C'est exactement TD1-Q9 / diapo 15 avec un habillage médical.
② Les Kfix reviennent en force au bloc équilibres (ex. 2024 Q43 : K de CaCO₃ ⇌ CaO + CO₂ avec pCO₂ = 0.22 bar) — la mécanique apprise ici (produits/réactifs, pressions en bar, sans unité) est LA fondation.
③ L'entropie/spontanéité alimente les K' de thermo (ex. 2024 : « ΔS < 0 car 3 moles de gaz → 1 mole » — raisonnement semé en d.26).

Conclusion stratégique : verrouiller Ch1 = verrouiller les réflexes (équilibrage, QR, q = mcΔT + règle de trois molaire, structure d'un Kfix, logique entropie) plus que le par-cœur. Les valeurs par-cœur payantes : 2800 · 30.9 · 4.185 · 25 % · 750 Torr · 4 valeurs Na/K · transferrine/ferritine · chiffres phénylcétonurie.

🔐 Critères de verrouillage du Ch1

Une micro-notion passe en ✅ seulement si : 3 rappels espacés réussis (J0, J+2, J+7 — via les cartes Anki à venir) + ≥ 80 % sur les QCM liés. Le chapitre est VERROUILLÉ quand les 26 micro-notions sont ✅ ET que le TD1 est refait à 12/12 sans aide. Alors seulement → Ch2 (Propriétés de la matière, 4 h, le plus gros bloc avec les liaisons).