“腦彩虹”是一項最新的大腦成像技術(shù)，地過實光蛋白“點亮”大腦肉的神經(jīng)元，幫助科學家了解大腦。
（1）loxP序列具有方向性，結(jié)構(gòu)如圖所示，其中決定方向的序列是

②

②

（填序號）。

（2）Cre酶是該技術(shù)的關(guān)鍵酶，它能催化如圖2所示的反應(yīng)，即隨機識別DNA分子上同向排列的兩個相同的loxP序列，并在圖1的②中特定位點切斷DNA雙鏈，切口被重新連接后，保留片段

2

2

，從而實現(xiàn)目標基因的敲除。若經(jīng)Cre酶作用使得2個loxP位點間的序列發(fā)生反轉(zhuǎn)，其原因可能是

兩個loxP序列方向相反

兩個loxP序列方向相反

。
（3）研究者需先用

限制酶和DNA連接

限制酶和DNA連接

酶處理 三種熒光蛋白基因、兩種loxP序列，將它們與腦組織特異表達啟動子M相連接，構(gòu)建圖3所示的基因表達載體，再用顯微注射法將該基因表達載體導入小鼠的

受精卵

受精卵

中，進而得到僅含一個圖3所示片段的轉(zhuǎn)基因小鼠，再經(jīng)過進一步篩選，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。為使腦組織細胞中Cre酶的表達受調(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。
①無信號分子X作用時，F(xiàn)₁腦組織和其他組織細胞的顏色分別是

黃色、無色

黃色、無色

。
②有信號分子X作用時，F(xiàn)₁出現(xiàn)“腦彩虹”，請闡述機理：

F₁為雜合子，有編碼黃色、紅色、藍色熒光蛋白的基因、loxP1、loxP2及Cre酶基因；有信號分子X時，啟動Cre酶表達，不同腦細胞中Cre酶表達情況不同，Cre酶識別的loxP不同，因而不同細胞會差異表達黃色、紅色或藍色熒光蛋白基因

F₁為雜合子，有編碼黃色、紅色、藍色熒光蛋白的基因、loxP1、loxP2及Cre酶基因；有信號分子X時，啟動Cre酶表達，不同腦細胞中Cre酶表達情況不同，Cre酶識別的loxP不同，因而不同細胞會差異表達黃色、紅色或藍色熒光蛋白基因

。
（5）研究者希望具有更豐富的顏色組合，即在一個細胞內(nèi)隨機出現(xiàn)兩種或兩種以上顏色疊加，形成更多顏色的“腦彩虹”，請依據(jù)題目信息，簡要寫出設(shè)計思路：

設(shè)法使小鼠腦組織細胞內(nèi)有多個相同的圖3所示DNA片段，Cre酶對每個DNA片段隨機剪切，因而細胞的顏色由細胞內(nèi)多個熒光蛋白的顏色疊加而成

設(shè)法使小鼠腦組織細胞內(nèi)有多個相同的圖3所示DNA片段，Cre酶對每個DNA片段隨機剪切，因而細胞的顏色由細胞內(nèi)多個熒光蛋白的顏色疊加而成

。