閱讀下列材料。
材料：生物的性狀主要由遺傳物質(zhì)決定，一般可通過改造基因和調(diào)控基因的表達(dá)來改造生物的性狀。RNA干擾技術(shù)能影響mRNA翻譯產(chǎn)生蛋白質(zhì)的過程，

C

re

lox

P

重組酶系統(tǒng)可以對DNA進(jìn)行定點(diǎn)切割和連接。

C

re

lox

P

重組酶系統(tǒng)是對轉(zhuǎn)基因受體細(xì)胞DNA上的特定序列進(jìn)行定點(diǎn)切割和重新連接，從而在基因或染色體水平上對生物基因進(jìn)行遺傳改造的一種技術(shù)。請回答下列問題：

（1）Cre酶是該技術(shù)的關(guān)鍵酶，能隨機(jī)識別兩個相同的loxP序列，催化如圖1所示的反應(yīng)。
通過

C

re

lox

P

重組酶系統(tǒng)敲除基因的基本原理是Cre酶隨機(jī)識別DNA分子上兩個相同的loxP序列并從特定位點(diǎn)切斷DNA雙鏈，切口被重新連接后，保留片段

2

2

，（填“1”或“2”）從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)基因的敲除。從遺傳學(xué)角度分析，Cre酶改變質(zhì)粒的原理是

基因重組

基因重組

。
（2）研究人員嘗試用該技術(shù)刪除轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞內(nèi)的抗除草劑基因，獲得了成功。在通過基因改造獲得抗蟲煙草過程中，為大量獲得抗蟲基因，可選擇圖2中引物

Ⅱ、Ⅲ

Ⅱ、Ⅲ

（用圖中羅馬數(shù)字表示）組合進(jìn)行PCR擴(kuò)增。擴(kuò)增時，為確保抗蟲基因和表達(dá)載體充分連接，常在基因上、下游引物的

5′

5′

端添加不同的限制酶切位點(diǎn)，其目的是

減少DNA自連，使抗蟲基因能定向插入表達(dá)載體

減少DNA自連，使抗蟲基因能定向插入表達(dá)載體

。
（3）該技術(shù)還被用于腦科學(xué)研究，通過熒光蛋白“點(diǎn)亮”大腦內(nèi)的神經(jīng)元。研究人員設(shè)計圖3所示的DNA片段，轉(zhuǎn)入小鼠體內(nèi)，獲得僅含一個圖3所示片段的轉(zhuǎn)基因小鼠a。
①構(gòu)建基因表達(dá)載體時，需用限制酶和

DNA連接

DNA連接

酶處理三種熒光蛋白基因和兩種loxP序列，將它們與腦組織特異性表達(dá)啟動子M相連接。
②研究者用

顯微注射

顯微注射

技術(shù)將圖2所示表達(dá)載體導(dǎo)入小鼠的

受精卵

受精卵

細(xì)胞中，得到僅含一個圖3所示片段的轉(zhuǎn)基因小鼠，再經(jīng)過進(jìn)一步篩選，獲得純合的轉(zhuǎn)基因小鼠a。
（4）圖3所示序列的兩個loxP1之間或兩個loxP2之間的基因，只會被Cre酶識別并切割一次。為使腦組織細(xì)胞中Cre酶的表達(dá)受調(diào)控，研究者將Cre酶基因與啟動子N（由信號分子X開啟）連接，獲得純合轉(zhuǎn)基因小鼠b,將圖4所示純合小鼠a和b雜交，得到F₁。則無信號分子X作用時，F(xiàn)₁腦組織和其他組織細(xì)胞的色彩分別是

紅色、無色紅色、黃色或藍(lán)色

紅色、無色紅色、黃色或藍(lán)色

；有信號分子X作用時，F(xiàn)₁不同腦細(xì)胞中Cre酶表達(dá)情況不同，Cre酶識別的loxP不同，因而不同腦細(xì)胞會差異表達(dá)出

熒光蛋白基因

熒光蛋白基因

，出現(xiàn)“腦彩虹”。