本实验中的仿真要素包括“X射线旋转衍射仪”，“氯化铯晶体、黄铜矿晶体、赤铜矿晶体、钙钛矿晶体、红砷镍矿晶体、金刚石晶体、萤石晶体、金红石晶体”，“HMGR蛋白大分子”，“HMGR酶蛋白催化HMG-CoA还原反应过程”，“HMGR-美伐他汀抑制剂复合体系”，“分子对接计算”，“DOX计算”。对上述要素的仿真充分体现了“能实不虚，虚为实用，虚实结合”的原则。简要阐述如下：

1. 对“X射线旋转衍射仪”的仿真充分还原了仪器的主要部件及其工作过程，包括转盘、CCD、X射线枪和样品台，如图所示。尤其值得一提的是X射线设备使用成本高昂、操作门槛高，且存在辐射污染的风险，通常较少或甚至不对本科教学开放。而在虚拟仿真实验中我们为学生近距离展示X射线衍射仪的内部构造和运作机制，甚至是肉眼原本不可见的X射线衍射光，以帮助学生理解X射线衍射仪的基本原理。由于X射线对人体会造成辐射伤害，上述情景在真实实验操作中是不可实现的。若学生之后没有机会使用真实的X射线旋转衍射仪，则该虚拟仿真实验为他们提供了仪器使用的基本体验。若学生之后需要使用真实X射线旋转衍射仪，则该虚拟仿真实验为他们理解和掌握设备原理、基本构造和主要操作打下了坚实的基础。

图5. 真实的Bruker SMART APEX II型单晶X射线衍射仪（左）和虚拟仿真的X射线衍射仪（右）。注意辐射危险标志，像仿真实验中那样近距离观察X射线衍射仪是不允许的。

2. 分子原子等微观结构肉眼不可见，3D模拟是目前观察这些微观结构的主要方法。本实验对蛋白质大分子及酶催化反应机理的仿真采用Unity 3D高清模拟，清晰度高，沉浸感强，如图6。

图6. 蛋白质大分子（左）和酶催化反应机理（右）的高清3D模拟

3. 分子对接计算以真实在线云计算的方式接入本实验，我们仅对分子对接操作界面进行了简化仿真以使其对用户更友好。DOX计算在本实验中是虚拟的，主要由于真实DOX计算全流程需要花费一周左右时间。在本实验中我们以动画形式模拟DOX计算流程，增强学生对DOX机理的理解。