（一）细菌结合（bacterial conjugation）
通过供体菌和受体菌完整细胞间性菌毛的直接接触而传递大段DNA的过程称为接合（bacterial conjugation）。在细菌中，接合现象研究得最清楚的是大肠杆菌。大肠杆菌有性别分化，决定它们性别的因子称为F因子（致育因子），这是一种在染色体外的质粒。它具有自主地与染色体进行同步复制和转移到其他细胞中去的能力，此外还带有一些对其生命活动关系较小的基因。每一个细胞含有1～4个F因子。F因子转移和在受体细胞中的复制见图6-12所示。
图6-12 细菌性菌毛接触（a）、供体菌DNA向受体菌转移（b）和进入受体菌的方式与复制（c）
（二）转导（transduction）
通过缺陷型噬菌体的媒介，把供体细胞的DNA片断携带到受体细胞中，从而使后者获得前者部分遗传性状的现象，称为转导。转导又分为普遍性转导和局限性转导两类。
1.普遍性转导（generalized transduction）
噬菌体可误包供体菌中的任何基因，并使受体菌实现各种性状的转导，称为普遍性转导。普遍性转导又可分为以下两种：
（1）完全转导（complete transduction） 在鼠伤寒沙门氏菌的完全转导实验中，曾以其野生型菌株作供体菌，营养缺陷型为受体菌，P22噬菌体作为转导媒介。当P22噬菌体在供体菌内发育时，宿主的染色体组断裂，待噬菌体成熟之际，极少数（10－6～10－8）噬菌体将与噬菌体头部DNA芯子相仿的供体菌DNA片段误包入其中，因而形成了完全不含噬菌体本身DNA的假噬菌体。当供体菌裂解时，如把少量裂解物与大量的受体菌群相混，这种误包着供体菌基因的特殊噬菌体就将这一外来DNA片段导入受体菌内。由于一个细胞只感染一个完全缺陷的噬菌体（转导噬菌体），故受体细胞不会发生溶原化，更不会裂解。又由于导入的供体DNA片段可与受体染色体上的同源区段配对，再通过双交换而重组到受体菌染色体上，所以就形成了遗传性稳定的转导子（transductant）。
（2）流产转导（abortive transduction） 但实际上往往由于转导噬菌体所引入的野生型基因并没有整合到受体细菌的染色体上，因而它不能复制，当受体细菌分裂成为两个时，只有一个细菌获得了这一基因，而另一个细菌则并没有获得这一基因，这个仍然是一个营养缺陷型细菌。但由于它仍含有供体细胞的酶，故还能分裂几次，最后产生若干个不能在基本培养基上继续分裂的细菌，可形成微小菌落。在研究通过P22噬菌体的沙门氏菌转导中曾发现到这种流产转导现象。即在营养缺陷型菌株的转导中，发现在基本培养基上除了正常大小的菌落以外，还有数目大约10倍于正常菌落的微小菌落。
2.局限转导（restricted transduction）
通过某些部分缺陷的温和噬菌体把供体菌的少数特定基因转移到受体菌中的转导现象，称为局限转导。当温和噬菌体感染受体后，其染色体会整合到细菌染色体的特定位点上，从而使宿主细胞发生溶原化。如果该溶原菌因诱导而发生裂解时，在前噬菌体插入位点两侧的少数宿主基因，如大肠杆菌的λ原噬菌体两侧为gal基因（半乳糖基因）和bio基因（生物素基因），会因偶尔发生的不正常切割而连在噬菌体DNA上（图6-13）。这样就产生一种缺陷噬菌体，它们除含大部分自身的DNA外，缺失的基因被几个原来位于前噬菌体整合位点附近的宿主基因所取代。
图6-13 正常λ噬菌体和具有局限转导能力的缺陷型λ噬菌体的产生机制
gal：半乳糖基因 bio：生物素基因λdgal或λdg：带有半乳糖基因的缺陷λ噬菌体；λdbio：带有生物素基因的缺陷λ噬菌体
局限转导根据转导频率的高低又可分为低频转导和高频转导。
（三）转化（transformation）
受体菌接受供体菌的DNA片断，经过交换将它组合到自己的基因组中，从而获得了供体菌部分遗传性状的现象，称为转化。转化后的受体菌称为转化子（transformant）。
两个菌种和菌株间能否发生转化，与它们在进化过程中的亲缘关系有密切联系。但即使在转化率极高的那些种中，其不同菌株间也不一定都可发生转化。受体菌最易接受外源DNA片断并进行转化的生理状态，称为感受态（competence）。处于感受态的细胞，其吸收DNA的能力有时可比一般细胞大100倍。感受态的出现受该菌的遗传性、菌龄、生理状态和培养条件等的影响。肺炎双球菌的感受态在指数期后期出现，而芽孢杆菌则出现在指数生长期末及稳定期。感受态可以诱导产生，常用的诱导方法是把培养在营养丰富的细菌转移到营养贫乏的培养液中。在肺炎双球菌和枯草杆菌中都发现感受态的出现伴随着细胞表面新的蛋白质成分的出现，这种蛋白质被称为感受态因子（competence factor），把感受态因子加到不处在感受态的同种细菌培养物中，可以使细菌转变成处于感受态。
每一个转化因子（即为DNA片断）的相对分子质量都小于1×107Da，平均约含15个基因。每个感受态细胞约可掺入10个转化因子。转化的频率很低，一般只有0.1％ ～1％ 。据研究，呈质粒形式的转化因子的转化率最高。转化因子一般都是线状双链DNA，少数为线状单链DNA。
革兰氏阳性肺炎双球菌的转化过程大体如下：① 双链DNA片断与感受态受体菌的细胞表面特定位点结合；② 在结合位点上的DNA发生酶促分解，形成平均相对分子质量为（4～5） ×106Da的DNA片断；③ DNA双链中的一条单链逐步降解，同时另一条单链逐步进入细胞；④ 转化DNA单链与受体菌染色体组上的同源区段配对，接着受体染色体组的相应单链片断被切除，并被外来的单链DNA所交换和取代，于是形成了杂种DNA区段；⑤ 受体菌染色体组进行复制，杂合区段分离成两个，其中之一类似于供体菌，另一类似于受体菌。当细胞分裂后，此染色体分离形成了一个转化子。
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