Aurélie 06 /03

bac SMS 06 /03

acides aminés

l'eau oxygénée

thermographie-radiographie



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Le glutathion est un tripeptide couramment rencontré dans les cellules végétales et animales. Il joue, dans l'organisme, le rôle de transporteur d'hydrogène. Son hydrolyse conduit à la cystéine, à la glycine et à l'acide glutamique.

Les formules semi-développées de la cystéine et de la glycine sont reproduites ci-dessous:

 

  1. Recopier la formule semi-développée de la cystéine. Entourer et nommer les groupes caractéristiques acide carboxylique et amine dans cette molécule d'acide a -aminé.
  2. Identifier, s'il y lieu, sur les formules recopiées de la cystéine et de la glycine l'atome de carbone asymétrique par une astérisque (C*). Laquelle de ces molécules ne possède pas de carbone asymétrique ?
  3. Combien de dipeptides différents peut-on obtenir à partir de ces deux acides a -aminés ?
  4. Ecrire une équation-bilan conduisant à la formation du dipeptide de votre choix à partir des formules proposées.
  5. Le dipeptide suivant a été obtenu, recopier sa formule et encadrer la liaison peptidique.
 



corrigé

La molécule de glycine ne possède pas de carbone asymétrique car son atome de carbone central n'est pas lié à 4 atomes ou groupes d'atomes différents.

Ces deux acides aminés peuvent conduire à 4 dipeptides différents.

 



En 1818, le baron Jacques THENARD synthétise une espèce chimique : l'eau oxygénée dont le principe actif est le peroxyde d'hydrogène H2O2. L'eau oxygénée est vendue comme antiseptique en pharmacie. Elle peut être utilisée pour nettoyer les lentilles cornéennes ou les plaies hémorragiques. L'eau oxygénée a des propriétés oxydoréductrices par la mise en œuvre des couples H2O2 / H2O et O2 / H2O2.

  1. Ecrire l'équation bilan de dismutation de l'eau oxygénée.
  2. Quel volume V de dioxygène est capable de libérer 1 litre d'une solution d'eau oxygénée de concentration 110 volumes dans les conditions normales de température et de pression ?
  3. L'équation-bilan de la réaction de la question II.1 permet de relier la concentration en volumes T de la solution d'eau oxygénée à la concentration molaire c de cette solution suivant la réaction : T = c * 11,2 dans laquelle T est la concentration en volumes (ou titre) de l'eau oxygénée et c est la concentration molaire en mol.L-1.
    - Utiliser cette relation pour déterminer le titre T en volumes d'une solution de concentration c = 1 mol.L-1.
    - Utiliser cette formule pour calculer la concentration molaire c0 en peroxyde d'hydrogène H2O2 d'une solution du commerce de titre T0 = 110 volumes.
  4. On veut fabriquer un volume V1 = 100 mL d'une solution d'eau oxygénée de titre T1 = 11 volumes.
    - Décrire les étapes de fabrication d'une telle solution à partir de la solution commerciale de titre T0 = 110 volumes, sachant que l'on dispose au laboratoire de la verrerie suivante :

- pipettes jaugées de volumes : 1 mL ; 5 mL ; 10 mL ; 20 mL

- fioles jaugées de volumes : 50 mL ; 100 mL ; 250 mL ; 1 000 mL

- béchers de volumes : 50 mL ; 100 mL ; 250 mL.

 


corrigé
Equation bilan de dismutation de l'eau oxygénée :

2 H2O2 --> 2 H2O + O2

Par définition, 1 litre de solution d'eau oxygénée de concentration "110 volumes" peut libérer V = 110 L de dioxygène, dans les conditions normales de température et de pression.

T = c * 11,2

Donc, pour une solution d'eau oxygénée de concentration c = 1 mol.L-1 :

T = 11,2 volumes.

Donc une solution commerciale de titre T0 = 110 volumes, a pour concentration molaire c0 = 110/11,2= 9,8 mol. L-1.

La solution mére est diluée 10 fois : donc le volume de solution mère à prélever est 100 /10 = 10 mL

On prélève V0 = 10 mL de solution commerciale à l'aide d'une pipette jaugée de 10 mL (et d'une poire à pipeter) ; on verse dans une fiole jaugée de 100 mL et l'on complète avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge ; on agite pour homogénéiser le mélange.



 

  1. La thermographie :
    Données :c = 3.108 unités S.I ; Constante de Planck h = 6.62. 10-34 J.s
    La thermographie permet de mettre en évidence les différences de température au niveau de la peau du corps humain. Lors de cet examen, un rayonnement de fréquence n =3,22 1013 Hz et de longueur d'onde l est émis par le corps humain et capté par le système de détection de l'appareil. On donne la relation : l =c /n
    - Rappeler ce que signifie c et préciser son unité S.I.
    - Calculer la longueur d'onde l du rayonnement émis. Convertir cette longueur d'onde en micromètre.
    -Le rayonnement précédent émis par le corps humain est détecté lors de cet examen est-il un rayonnement visible, infrarouge ou ultraviolet ? Justifier votre choix.
    - Rappeler la relation qui permet de calculer l'énergie E d'un photon en fonction de sa fréquence.
    - Montrer que l'énergie libérée par ce rayonnement vaut : E = 2,13.10-20 J.
  2. La radiographie :
    Lors d'une radiographie, un faisceau de rayon X traverse le corps du patient. Plus les rayons X impressionnent la plaque photographique située derrière le patient et plus celle-ci noircira. Sur un cliché radiographique les os apparaissent en blanc et les poumons apparaissent en noir.
    Données : Les os contiennent les éléments P (Z = 15) ; Ca (Z = 20). Les poumons contiennent principalement des éléments : O (Z = 8), N (Z = 7), C (Z = 6) et H (Z = 1).
    - Parmi les sources de rayonnements électromagnétiques suivantes, recopier celles qui peuvent produire des rayons X : lampe à vapeur de mercure ; lampe chauffante ; tube de Crookes ;
    - Citer les 2 facteurs dont dépend l'absorption des rayons X.
    -Expliquer à l'aide des données pourquoi les os apparaissent blancs et les poumons noirs sur le cliché.
    - Parmi les métaux suivants choisir celui qui est le plus approprié pour se protéger des rayons X ; justifier la réponse. Fer : Fe (Z = 56) ; Plomb : Pb (Z = 82) ; Zinc : Zn (Z = 30) ;
    - Pourquoi les rayons X sont-ils nocifs à forte dose ? Préciser un effet biologique des rayons X sur le corps humain suite à une exposition prolongée. 

corrigé
. ''c'' est la célérité (vitesse) de la lumière dans le vide.

Elle s'exprime en mètres par seconde (m.s-1).

l = c / n = 3 108 / 3,22 1013 =9,32 10-6 m = 9,32 mm.

Le domaine de longueurs d'onde du rayonnement visible est compris entre 0,4 et 0,8 µm (environ).

Le rayonnement précédent a une longueur d'onde nettement supérieure : c'est un rayonnement infrarouge.

L'énergie E d'un photon de fréquence v est définie par E = h. n; (h est la constante de Planck)

Pour le rayonnement étudié :

E = 6,62.10-34 x 3,22.1013 = 2,13.10-20 J.


Source de rayonnement X : tube de Crookes.

L'absorption des rayons X par un corps dépend de :

la nature, la masse volumique et l'épaisseur du matériau, la longueur d'onde des rayons X.

Les os absorbent les rayons X : derrière eux, la plaque photographique n'est pas impressionnée, ils apparaissent donc blancs sur le cliché.

Un atome absorbe d'autant plus les rayons X que son numéro atomique Z est élevé. Le métal le plus approprié pour s'en protéger est donc le plomb (Z = 82).

Les rayons X ont un fort pouvoir ionisant sur les tissus biologiques donc, plus la dose est importante plus le nombre de cellules détruites est élevé.

Effets biologiques possibles sur le corps humain, après une exposition prolongée :

cancers,

stérilité ; mutations biologiques ; malformations du fœtus chez la femme enceinte,

leucémies.



à suivre...

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