自病毒發現直到20世紀30年代初，病毒學研究主要集中在分離和鑒定引起各種病毒性疾病的病毒；病毒對生物體所引起的特異性病理效應；病毒的傳播方式和感染宿主範圍以及各種理化因子對病毒感染的影響等方麵。
世界上許多科學家主要運用過濾性方法，先後發現和證實了40餘種動植物病害是由病毒引起的，並都歸為“過濾性病毒”。後來發現有些病毒也無法通過細菌過濾器，就改用“病毒”來代表這類微小的致病因子。
而且人們從解決病害觀點出發，在機體水平上研究了病毒感染的症狀、傳播途徑、傳播介質以及病毒的繁殖特征。例如證明昆蟲能傳播病毒病是1900年的事。1899年古巴流行黃熱病，細菌學家裏德（Reed）帶領一個美國研究小組到古巴去調查病因。當他們排除了其它傳染途徑後，目標落在伊蚊身上。故意讓叮咬過黃熱病病人的伊蚊來咬自己，結果他們也患上了這種病，勇敢的拉齊爾（Lazear）大夫病死了，證明了罪犯確實是伊蚊。接著日本人高見（Takami）證明一種葉蟬會傳染水稻矮花病，而蚜蟲會傳染馬鈴薯退化病。300多年前（1619年）就知道的鬱金香碎色病直到1929年才證明是由蚜蟲傳染的。
但對病毒本質的認識要困難得多。1935年，美國生物化學家斯坦利（Stanley）從患有花葉病的煙草的提純汁液中分析出一種蛋白晶體，將這種晶體再溶解後，保持了它的致病性，從而認為病毒是一種蛋白質。但斯坦利的結論沒有被所有的病毒學家所接受，特別是英國的鮑登（Bawden）和皮裏（Pirie）提出疑問，因為他們發現煙草花葉病毒的提純液及晶體中還含有相當量的硫和磷，這兩種元素是蛋白質沒有而核酸有的。兩種不同的結論引起病毒學界的注意，並做了大量的實驗，最後得出一致結論，病毒是由蛋白質和核酸兩個部分組成。隨後的研究又證實了，核酸可分為RNA和DNA兩類。更重要的認識是在1936年後反複試驗獲得的，即核酸是病毒感染、致病及複製的主體。同時，包括施拉姆（Schramm）在內的一些研究者也證明了T噬菌體侵入細菌內部的是其核酸DNA，而留在細菌外壁的是其蛋白質外殼。進一步的研究發現，有些病毒除含有核酸和蛋白質外，還含有一定量的脂類物質及碳水化合物。
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