在大肠杆菌中与乳糖代谢相关的基因就是乳糖操纵子，想要实现该生的想法，必须严格遵循乳糖操纵子的调控机制进行。
依据是 lac 操纵子调控机制：
（1） 组成及功能：
① 结构基因（S）：有三个，分别为 Z、Y、A，为利用 lac 的三 种酶（β－半乳糖苷酶、通透酶、乙酰基转移酶）编码。
②启动子（P）：由转录起始点、识别部位、结合部位组成，是 RNA－pol 与 DNA 结合的位点。
③操纵序列（O）：位于结构基因与启动子之间，阻遏蛋白（物） 可与操纵序列结合，此处是控制基因转录的“闸门”。
④调控基因（I）：此基因可表达，其产物是阻遏蛋白。
⑤CAP 结合位点：CAP（分解代谢物基因激活蛋白）分子内有 DNA 结合区及 cAMP 结合位点。当 CAP 与 cAMP 结合后，通过分 子内 DNA 结合区与基因的 CAP 结合位点结合，使转录活性提高 50 倍。
（2） 调控机制
阻遏蛋白的负调控： a．当无乳糖存在时，调控基因表 达生成阻遏蛋白，并与 O 序列结合，阻碍 RNA-pol 与 P 序列结 合，操纵子处于关闭状态；b．当有乳糖存在时，lac 操纵子可 被诱导而开放。有乳糖时，乳糖经通透酶催化，进入细胞，由 原存在于细胞中的少数β-半乳糖苷酶催化，转变为半乳糖。 半乳糖作为诱导剂与阻遏蛋白结合，使蛋白质构象改变，而与 O 序列解离，基因开放。
CAP 的正性调节：阻遏蛋白的负调控解释了单一因素变 化时，操纵子的调控机制。但细菌的生长环境是复杂的，当 G 与 lac 并存时，细菌首选 G 作为能源，而不是 lac。其机理是： 当有 G 存在时，细胞内 cAMP 浓度低（因 G 代谢产物能抑制细胞内腺苷酸环化酶和激活磷酸二酯酶，结果细胞内 cAMP 生成 减少，分解加快，水平降低），CAP 与 cAMP 结合受阻，影响 CAP 与 DNA 上 CAP 结合位点的结合，使 Lac 操纵子表达下降。当没 有 G 时，cAMP 水平较高，cAMP 与 CAP 结合，并与启动子附近 的 CAP 位点结合，刺激 RNA 转录活性，使之提高 50 倍。
协调调节：在 lac 操纵子中，lac 启动子是弱启动子， RNA-pol 与之结合的能力很弱，只有当 CAP 结合到启动子上游 的 CAP 位点后，促进 RNA-pol 与启动子结合，才能有效转录。 lac 操纵子的转录起始是由 CAP 和阻遏蛋白两种调控因子来控 制的。阻遏蛋白的负调控与 CAP 的正调控机制，根据存在的碳 源性质，及 cAMP 的水平协调调节 lac 操纵子的表达。