阅读下列材料。
材料：生物的性状主要由遗传物质决定，一般可通过改造基因和调控基因的表达来改造生物的性状。RNA干扰技术能影响mRNA翻译产生蛋白质的过程，

C

re

lox

P

重组酶系统可以对DNA进行定点切割和连接。

C

re

lox

P

重组酶系统是对转基因受体细胞DNA上的特定序列进行定点切割和重新连接，从而在基因或染色体水平上对生物基因进行遗传改造的一种技术。请回答下列问题：

（1）Cre酶是该技术的关键酶，能随机识别两个相同的loxP序列，催化如图1所示的反应。
通过

C

re

lox

P

重组酶系统敲除基因的基本原理是Cre酶随机识别DNA分子上两个相同的loxP序列并从特定位点切断DNA双链，切口被重新连接后，保留片段

2

2

，（填“1”或“2”）从而实现目标基因的敲除。从遗传学角度分析，Cre酶改变质粒的原理是

基因重组

基因重组

。
（2）研究人员尝试用该技术删除转基因烟草细胞内的抗除草剂基因，获得了成功。在通过基因改造获得抗虫烟草过程中，为大量获得抗虫基因，可选择图2中引物

Ⅱ、Ⅲ

Ⅱ、Ⅲ

（用图中罗马数字表示）组合进行PCR扩增。扩增时，为确保抗虫基因和表达载体充分连接，常在基因上、下游引物的

5′

5′

端添加不同的限制酶切位点，其目的是

减少DNA自连，使抗虫基因能定向插入表达载体

减少DNA自连，使抗虫基因能定向插入表达载体

。
（3）该技术还被用于脑科学研究，通过荧光蛋白“点亮”大脑内的神经元。研究人员设计图3所示的DNA片段，转入小鼠体内，获得仅含一个图3所示片段的转基因小鼠a。
①构建基因表达载体时，需用限制酶和

DNA连接

DNA连接

酶处理三种荧光蛋白基因和两种loxP序列，将它们与脑组织特异性表达启动子M相连接。
②研究者用

显微注射

显微注射

技术将图2所示表达载体导入小鼠的

受精卵

受精卵

细胞中，得到仅含一个图3所示片段的转基因小鼠，再经过进一步筛选，获得纯合的转基因小鼠a。
（4）图3所示序列的两个loxP1之间或两个loxP2之间的基因，只会被Cre酶识别并切割一次。为使脑组织细胞中Cre酶的表达受调控，研究者将Cre酶基因与启动子N（由信号分子X开启）连接，获得纯合转基因小鼠b,将图4所示纯合小鼠a和b杂交，得到F₁。则无信号分子X作用时，F₁脑组织和其他组织细胞的色彩分别是

红色、无色红色、黄色或蓝色

红色、无色红色、黄色或蓝色

；有信号分子X作用时，F₁不同脑细胞中Cre酶表达情况不同，Cre酶识别的loxP不同，因而不同脑细胞会差异表达出

荧光蛋白基因

荧光蛋白基因

，出现“脑彩虹”。