一般认为，细胞壁的空隙是可以允许重组质粒通过的，而细胞膜则不可以。将快速生长的大肠杆菌置于经低温（0℃）预处理的低渗氯化钙溶液中，便会造成细胞膨胀，同时Ca2+会使细胞膜磷脂双分子层形成液晶结构，促使细胞外膜与内膜间隙中的部分核酸酶解离开来，离开所在区域，诱导细胞成为感受态细胞。
质粒DNA和细胞壁表面的粘多糖都带负电荷，而二价的钙离子能促进两者的黏着，因此可以提高转化效率
