Faits: A. Le 22 juin 2006, le Grand Conseil de la République et canton de Genève a partiellement validé l'initiative populaire intitulée "Fumée passive et santé" (IN 129). Celle-ci portait sur l'introduction, dans la Constitution genevoise (Cst./GE), d'un nouvel article 178B intitulé "Protection de l'hygiène publique et de la santé; Fumée passive". Tel qu'il a été validé, le texte de cette disposition était ainsi libellé: Art. 178B 1 Vu l'intérêt public que constitue le respect de l'hygiène publique et la protection de la santé, le Conseil d'Etat est chargé de prendre des mesures contre les atteintes à l'hygiène et à la santé de la population résultant de l'exposition à la fumée du tabac, dont il est démontré scientifiquement qu'elle entraîne la maladie, l'invalidité et la mort. 2 Afin de protéger l'ensemble de la population, il est interdit de fumer dans les lieux publics intérieurs ou fermés, tout particulièrement dans ceux qui sont soumis à une autorisation d'exploitation. 3 Sont concernés: a) tous les bâtiments ou locaux publics dépendant de l'Etat et des communes ainsi que toutes autres institutions de caractère public; b) tous les bâtiments ou locaux ouverts au public, notamment ceux affectés à des activités médicales, hospitalières, para-hospitalières, culturelles, récréatives, sportives ainsi qu'à des activités de formation, de loisirs, de rencontres, d'exposition; c) tous les établissements publics au sens de la législation sur la restauration, le débit de boissons et l'hébergement; d) les transports publics et les autres transports professionnels de personnes; e) les autres lieux ouverts au public tels que définis par la loi. Par arrêt du 28 mars 2007 (cause 1P.541/2006, ATF 133 I 110), le Tribunal fédéral a rejeté le recours formé contre cette décision de validation. Laissant ouverte la question de savoir si le fait de fumer relevait de la liberté personnelle, il a notamment considéré que l'initiative poursuivait un but incontestable d'intérêt public; l'interdiction générale de fumer dans les lieux publics fermés devrait être assortie d'exceptions, en particulier pour les détenus et les pensionnaires d'établissements médicaux, ainsi que pour les lieux publics à usage privatif. Le Grand Conseil avait déjà envisagé de tels assouplissements dans la perspective de la législation d'application. L'IN 129 a été acceptée en votation populaire le 24 février 2008, par près de 80% des votants. B. Le 3 mars 2008, le Conseil d'Etat genevois a adopté un règlement d'exécution relatif à l'interdiction de fumer dans les lieux publics. Celui-ci a toutefois été annulé par arrêt du Tribunal fédéral du 5 décembre 2008, pour défaut de base légale (ATF 134 I 322). C. Le 22 janvier 2009, le Grand Conseil genevois a adopté la loi sur l'interdiction de fumer dans les lieux publics (ci-après: LIF, RS/GE: K 1 18). Celle-ci reprend le principe de l'interdiction de fumer dans les lieux publics ou accessibles au public, intérieurs ou fermés (art. 2). Son champ d'application est défini de la manière suivante: Art. 3 Champ d'application L'interdiction concerne notamment: a) les bâtiments et locaux publics dépendant de l'Etat et des communes ainsi que toutes autres institutions de caractère public; b) les hôpitaux et les autres institutions de santé, au sens de la loi sur la santé, du 7 avril 2006; c) les établissements de formation, les écoles et les garderies; d) les bâtiments ou locaux dédiés à la culture, au sport, aux loisirs, aux rencontres et aux expositions; e) les maisons de jeux; f) les commerces, les centres commerciaux et les galeries marchandes; g) les établissements d'exécution des peines et des mesures; h) les véhicules de transports publics et les autres transports professionnels de personnes; i) les établissements au sens de la loi sur la restauration, le débit de boissons et l'hébergement, du 17 décembre 1987. La loi prévoit également les exceptions suivantes à son article 4: Art. 4 Exceptions Lieux privatifs 1 Des exceptions à l'interdiction de fumer peuvent être prévues pour les lieux à caractère privatif suivants, pour autant qu'ils soient isolés, ventilés de manière adéquate et désignés comme tels: a) les fumoirs clos et correctement ventilés installés dans les établissements et lieux publics sont autorisés pour autant que ceux-ci soient isolés et qu'aucun service n'y soit effectué; b) les cellules de détention et d'internement; c) les chambres d'hôtels et d'autres lieux d'hébergement; d) les chambres d'hôpitaux, de cliniques et d'autres lieux de soins, dans lesquels les patients séjournent de manière prolongée et dont ils ne peuvent aisément sortir compte tenu de leur état de santé. 2 L'exploitant ou le responsable de ces lieux soumet pour approbation au département en charge de la santé (ci-après: département) les modalités d'application des exceptions qu'il entend prévoir. Cercles 3 Les cercles ne sont pas soumis à l'interdiction de fumer, pour autant qu'ils remplissent les conditions du droit fédéral. Commerces spécialisés dans la vente de tabac 4 L'exploitant d'un lieu de vente spécialisé dans le domaine du tabac est autorisé à aménager un local de dégustation réservé aux clients consommateurs de tabac, à la condition qu'il soit isolé, ventilé de manière adéquate et désigné comme tel. Aéroport international de Genève 5 L'Aéroport international de Genève est autorisé à exploiter un fumoir isolé dans la zone de transit, à la condition que le local soit ventilé de manière adéquate et désigné comme tel. La LIF définit encore le rôle des exploitants (art. 6), les procédures de contrôle (art. 7) et les sanctions (art. 8). Une demande de référendum ayant abouti, la loi a été soumise au vote populaire. Elle a été acceptée, le 29 septembre 2009, par près de 81,7% des votants. Elle est entrée en vigueur le 31 octobre 2009, le lendemain de sa promulgation dans la Feuille d'avis officielle. Le 7 octobre 2009, le Conseil d'Etat genevois a adopté le règlement d'application relatif à la LIF (ci-après: le RIF, RS/GE: K 1 18.01). Il comporte notamment les dispositions suivantes, s'agissant des exceptions à l'interdiction. Art. 2 Approbation des modalités d'application des exceptions à l'interdiction de fumer 1 L'exploitant ou le responsable des lieux décrits à l'article 4, alinéa 1, de la loi soumet au préalable et par écrit à la direction générale la demande d'approbation des modalités d'aménagement du lieu à caractère privatif fumeur prévue par l'article 4, alinéa 2, de la loi. 2 Cette demande doit être accompagnée des plans d'aménagement, du descriptif du système de ventilation et de toutes les pièces permettant le contrôle du respect des prescriptions de la loi et du présent règlement. 3 La direction générale statue sur l'approbation de ces modalités d'aménagement. 4... Art. 3 Conception des locaux fumeurs 1 Les locaux fumeurs au sein de lieux publics au sens des articles 4, alinéas 1, lettre a, 4 et 5 de la loi doivent: a) être dotés de portes à fermeture automatique, être séparés hermétiquement des pièces contiguës et ne pas constituer un lieu de passage; b) disposer d'un système de ventilation mécanique séparé de celui du reste du bâtiment; ce dernier doit permettre un renouvellement d'air minimal conformément à la norme SIA 382/1 et être entretenu régulièrement et conformément à l'état de la technique; c) être maintenus en dépression continue d'au moins 5 pascals par rapport aux pièces communicantes, pendant les heures d'ouverture de l'établissement. 2 Dès la mise en service, leur exploitant doit être en mesure de produire sur toute réquisition de l'autorité compétente une attestation émanant d'un spécialiste en dispositifs de ventilation, certifiant que l'installation est conforme aux dispositions du présent article. 3 Les locaux fumeurs doivent être signalés, de manière visible, notamment à leur entrée. D. Par acte du 13 novembre 2009, Alain Wenger et Verena Graf forment un recours en matière de droit public dirigé contre les art. 4 LIF et 3 RIF, dont ils demandent l'annulation. Dans leur recours, ainsi que dans une demande formée le 14 novembre 2009, ils requièrent l'effet suspensif à l'égard de l'art. 4 al. 1, 3 et 5 LIF. Le Grand Conseil conclut au rejet du recours. Le Conseil d'Etat conclut à l'irrecevabilité du recours en tant qu'il est dirigé contre l'art. 3 RIF, et se réfère pour le surplus aux observations du Grand Conseil. La demande d'effet suspensif a été rejetée par ordonnance présidentielle du 4 janvier 2010. Un deuxième échange d'écritures a eu lieu, au terme duquel les parties ont persisté dans leurs conclusions respectives. E. La loi fédérale sur la protection contre le tabagisme passif, adoptée le 3 octobre 2008, est entrée en vigueur le 1er mai 2010 (RO 2009 6285). Elle s'applique notamment aux établissements d'hôtellerie et de restauration (art. 1 al. 2 let. h). Elle permet la création de locaux fumeurs spécialement aménagés, isolés des autres espaces, désignés comme tels et dotés d'une ventilation adéquate. Les employés ne peuvent pas y travailler, sauf autorisation exceptionnelle et avec l'accord de ceux-ci (art. 2 al. 2). Des établissements fumeurs peuvent aussi être autorisés (art. 3). Les cantons peuvent édicter des dispositions plus strictes pour la protection de la santé (art. 4). 