基因工程演示模型的制作方法

本实用新型涉及一种演示模型，尤其是一种基因工程演示模型。

背景技术：

基因的基础，脱氧核糖核酸(DNA)，是一个像链条一样长链的大分子化合物，基因是DNA这个长链中的一些特别的片段。但是要注意，不是每个DNA片段都是基因。链条一样的DNA首尾相连，就成为一种转移基因的常用工具，质粒。质粒是一种环化双链DNA，也有非环形的质粒，其通过若干个基因片段组成。

目前市面上有一些拼接式的玩具，虽然这些玩具可以拼接出常用的汽车等形状，但是其拼接的结构通常采用卡接实现，这就导致任一零件之间均可以相互连接，其连接不具有唯一性，所谓的唯一性是指仅具有一种或者少数几种连接是正确的。而DNA的特点就是具有秘钥性，也就是要求的连接是一种或者少数几种，因此传统的拼接式玩具不能模拟质粒的特点，不具有寓教于乐的功能。

同时，DNA还有一个碱基互补配对原则，即DNA的每条单链其实是由很多个元件结合起来的，总共有四种，分别是腺嘌呤脱氧核苷酸(dAMP)、胸腺嘧啶脱氧核苷酸(dTMP)、胞嘧啶脱氧核苷酸(dCMP)、鸟嘌呤脱氧核苷酸(dGMP)。这脱氧核苷酸通过3,5-磷酸二酯键串联起来，就形成了一条单链。这几个元件都是脱氧核苷酸。他们的区别只在于是腺嘌呤(A)，胸腺嘧啶(T)，胞嘧啶(C)还是鸟嘌呤(G)。嘌呤和嘧啶统称为碱基。这四个碱基分别简化成四个字母代表他们，A、T、C和G。也就是说，忽略掉不同脱氧核苷酸相同的部分，一段单链DNA可以用A、T、C和G四个字母组成一串来表示。我们已经知道，DNA是有两条链的。这两条链之所以能缠绕不分开，就是因为两条链的A和T，C和G的结构能够配对，形成氢键，从而使这两条链互相吸引而不分开。这就是DNA的碱基互补配对原则。配对时，A和T之间可以形成两个氢键，C和G之间可以形成3个氢键。这种碱基互补配对原则是传统的连接结构不能模拟的。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种模拟DNA秘钥特性的基因工程演示模型。

本实用新型解决其技术问题所采用的基因工程演示模型，其主体的整体形状为环形或条形，所述主体由至少两个分段构成，所述分段的两端设置有连接部，连接部上设置有拼接结构，相邻两个分段可通过拼接结构匹配拼接而成，所述拼接结构至少有两类，仅同类的拼接结构之间能够匹配。

进一步的是，所述拼接结构由至少两个磁铁构成，磁铁设置在连接部上，单个连接部上的所有磁铁按照分布形状和南北极朝向来形成独特的连接结构。

进一步的是，所述磁铁在连接部上呈矩形阵列分布。

进一步的是，所述磁铁在连接部上沿圆周设置有四排，每排磁铁形成独立的单元。

进一步的是，每个连接部上的拼接结构均取自四种单元排列而成，并且四种单元分成两组，每组内的两个单元可以匹配，不同组内的单元不能匹配。

进一步的是，相邻两个分段的结合面呈单级台阶状，所述拼接结构设置在各分段的台阶面上。

进一步的是，所述主体内安装有灯和电池，每段分段内设置有电路，分段的连接部设置有电接头，所述电接头至少有两类，仅同类的电接头之间能够匹配；当分段正确拼接为预设的主体时，灯和电池通过电路连通成通路。

进一步的是，所述主体呈圆环形。

进一步的是，所述主体由四段分段构成。

进一步的是，所述连接部上设置有标示区。

本实用新型的有益效果是：通过设置环形的主体来模拟质粒，同时利用分段模拟基因片段，拼接结构模拟化学键，这使得可以预先设置分段来模拟特定的基因片段，这样给出的一组分段只能拼接一种或者少数几种特定的环形主体，若是拼接错误，则连接不稳或者不能连接。这样的模型就能够很好的模拟质粒的秘钥性，从而使得演示能够贴近基因工程的特点，直观的培养人的兴趣。本实用新型还采用磁铁来模拟连接，通过磁铁的排布和朝向，可以形成一种独特的连接方式，使得仅有相应的磁铁排布才能完美连接，这种连接方式上可以表示出碱基，从而很好的模拟碱基互补配对原则，同时磁铁的磁力连接方式无需专门的卡接结构，这使得操作者不能简单的依据卡接形状来破解连接。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的爆炸图；

图3是一种分段的结构示意图；

图4是图3的仰视图；

图5是另一种分段的结构示意图；

图中零部件、部位及编号：主体1、分段2、连接部3、拼接结构4、磁铁5、电接头6。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1和图2所示，本实用新型的整体形状为环形或条形的主体1，所述主体1由至少两个分段2构成，所述分段2的两端设置有连接部3，连接部3上设置有拼接结构4，相邻两个分段2可通过拼接结构4匹配拼接而成，所述拼接结构4至少有两类，仅同类的拼接结构4之间能够匹配。本实用新型首先是要模拟一个质粒，质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子；作为模型，分段2即代表基因片段，拼接结构4代表化学键，因此在制造本基因工程演示模型时，根据需要预设不同的分段2和拼接结构4，使得其具有一种或者少数几种成功的拼接方式，从而获得所需的正确主体1以代表正确的质粒，反之就是若不按照预定的分段2顺序连接，则会使得分段2连接不稳或者不能连接，质粒不能正确的拼接出来。主体1为环状，其可以是圆环、方形环或者不确定形状的环，以此获得模拟不同质粒的效果，达到演示的目的；主体1也可以是长条形，各分段2连接成长条链，这种条形的主体1可以看作缺少一部分分段2的环形主体1，因此在后续的描述中仅对环形主体1介绍，相应的条形主体1与环形主体1的原理类似。

拼接结构4可以采用各种方式实现，例如采用卡扣结构实现，通过不同的类型或者不同大小的卡扣来实现仅同类的拼接结构4之间能够匹配。或者采用卡槽与滑块的结构，通过匹配的卡槽和滑块实现匹配。这些常规的连接结构都能实现秘钥的功能，从一定程度上模拟基因之间的连接。

实际上，拼接结构4的优选方式是由至少两个磁铁5构成，磁铁5设置在连接部3上，单个连接部3上的所有磁铁5按照分布形状和南北极朝向来形成独特的连接结构，这种结构如图3、图4和图5所示。磁铁5利用磁力进行连接，磁铁5的磁力正好模拟化学键之间的电磁力，磁铁5南北极的吸引力刚好可以模拟正负电磁力。而磁铁5在连接部3上可以隐藏，这样使得操作者不能简单的依据拼接结构4的形状来破解连接。磁铁5之间想要正确连接，一是要位置对应，二是要南北极对应，因此可以在分段2的连接部3上的不同位置设置不同南北极方向的磁铁5，这样就设置成了一种连接秘钥，仅有位置和南北极对应的匹配连接部3才能与之连接。

当然，如图5所示，更复杂的是在连接部3上设置磁铁5矩形阵列，这种矩形阵列式的方式可以设置出更多的连接方式，使得基因工程演示模型能够有更多的排列方式，这对于模拟海量的质粒来说非常具有优势。

为了使拼接方式更加规范，所述磁铁5在连接部3上沿圆周设置有四排，每排磁铁5形成独立的单元。四排的磁铁5实际上形成了四个单元，从而规范的进行磁铁5排布和方向设置来完成连接秘钥。

为了更好的模拟碱基，每个连接部3上的拼接结构4均取自四种单元排列而成，并且四种单元分成两组，每组内的两个单元可以匹配，不同组内的单元不能匹配。也就是所有的拼接结构4均只能在四种单元中进行选取，单种单元可重复选取，选取之后进行排列。这四种单元实际上是模拟四个碱基A、T、C和G。进一步的是，四种单元中一组单元为三块磁铁，这正好模拟了C和G之间的3个氢键；另一组单元为两块磁铁，这正好模拟了A和T之间的2个氢键。

具体的是，相邻两个分段2的结合面呈单级台阶状，所述拼接结构4设置在各分段2的台阶面上。这种单级台阶的结构正好将环分成两部分，模拟了DNA双链的情形，相邻两段分段2各出一半连接，模拟了基因各出一跟单链相互连接。

为了提高辨识度，所述主体1内安装有灯和电池，每段分段2内设置有电路，分段2的连接部3设置有电接头6，所述电接头6至少有两类，仅同类的电接头6之间能够匹配；当分段2正确拼接为预设的主体1时，灯和电池通过电路连通成通路；当是环形主体1时，分段2内设置为单条电路，当分段2连接成环时，自然就形成环形通路；当为长条形主体1时，分段2内设置有两条电路，当所有的分段2连接成长条时，自然形成了环形通路。这种设置方式是当主体1被正确拼接后，灯会发光，使得主体发光，有效的表示出连接正确。

为了正确引导拼接主体，所述连接部3上设置有标示区。标示区上可以标示A、T、C和G，或者相应的中英文名字，当演示本实用新型时，正确的对应A和T，C和G即可完成拼接。

实施例一

本例选择了典型的结构，其中具体形状和连接方式可以根据前文的描述进行选择替换，

如图1和图2所示，本例的主体1形状为圆环形，同时横截面是圆形，这种圆形的形状没有棱角，是常用的形状。将该主体1分割成四个分段2，分段2有长短两类，具体如图3、图4和图5所示，每个分段2代表一个基因片段，每个分段2的连接部均呈单级台阶状，相邻分段2的连接部通过台阶组合成圆环形。连接部3上的拼接结构4由四排磁铁5单元排列而成，每排磁铁5单元均选自由四个单元构成的磁铁5排列库中，这四个单元构成的磁铁5排列库即代表四个碱基A、T、C和G；以正面的磁极作为表示举例：如设置SSN代表碱基C，NNS代表碱基G，SN代表A，NS代表T，这样实际上就模拟了碱基配对。若在连接时碱基没有配对，则连接不稳。每个分段2内设置有电路，电灯和电源可以选择设置在其中一个分段2内，每个分段2设置有电接头6，电接头6也选用相应的形状或者位置，使得仅四个分段2正确连接后才连通。

本实施例非常贴近DNA的规则，寓教于乐。

实施例二

与实施例一仅有以下不同：本例的主体1形状为长条形。