自20世纪70年代以来，以基因工程为代表的生物工程技术发展迅速，促进了现代生物技术药物，包括基因工程药物、抗体药物等的快速发展，使得生物制药异军突起，已成为制药工业中发展最快、活力最强和技术含量最高的领域。

    由于生物工程实验所用的试剂价格较昂贵，而且所用的生物试剂如酶等稳定性较差，学生使用时稍不注意就容易失活或被污染，使得实验失败。有的实验还需要用到昂贵的精密仪器。虽然各高校也购置了相应的精密仪器用于教学，开设了相关实验，但很多高校限于经费，购置数量有限，一些实验限于试剂的购买成本，无法给学生开设，学生实践机会不充分。生物工程实验室可以让学生模拟实验操作，掌握实验原理和方法。 

典型实验项目一：聚合酶链反应仿真实验

    聚合酶链反应用于放大扩增特定的DNA片段。可看作生物体外的特殊DNA复制过程，目前广泛被应用于基因扩增、目的基因的克隆、疾病的分子诊断等领域。但是，由于该反应扩增倍数多、灵敏度高，理论上一个DNA分子即可获得扩增条带，反应过程中极易受到污染而影响结果，而且所用的酶等试剂价格较昂贵，操作不当易使酶变性失活。因此，该实验通常为示教实验，或者是8人以上一组进行，难以实现每个学生单独操作，影响学习效果。

本虚拟实验模拟了该反应的操作过程，如图   ：

 本虚拟实验模拟了该反应的视频，如下：

学效果：通过虚拟实验，每个学生都可以进行重复操作，熟练掌握聚合酶链反应过程，并深入理解该反应涉及的原理。经教学效果评估比较，开设该实验后，学生对聚合酶链反应的知识点掌握明显好于单纯的课堂理论教学。

典型实验项目二：感受态细胞的制备与转化仿真实验

感受态细胞是指理化方法诱导细胞，使其处于最适摄取和容纳外来DNA的生理状态。制备感受态细胞是基因工程操作中重要的一步，直接影响后续的外源DNA转化。其原理是将快速生长的大肠杆菌置于经低温（0℃）预处理的低渗氯化钙溶液中，造成细胞膨胀，细胞膜通透性发生变化，极易与外源DNA相粘附并在细胞表面形成抗脱氧核糖核酸酶的羟基－磷酸钙复合物。此时，将该体系转移到42℃下做短暂的热刺激（90s），细胞膜的液晶结构会发生剧烈扰动，并随机出现许多间隙，外源DNA就可能被细胞吸收。进入细胞的外源DNA分子通过复制、表达，实现遗传信息的转移，使受体细胞出现新的遗传性状。

教学效果：通过仿真实验，学生可以重点了解影响实验的一些关键点，如实验中控制的42℃下做90s的热刺激，如果控制不好则细胞的转化率很低，难以获得高的转化率。经教学效果评估比较，开设该实验后，学生对该反应的知识点掌握明显好于单纯的课堂理论教学。

  本虚拟实验模拟了该反应的视频，如下：