第一节什么是噬菌体
噬菌体是一种专门感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物病毒的总称，因为它们之中的部分病毒能引起宿主菌的裂解，故人们称之为噬菌体。噬菌体，这个名字的原意为细菌的噬食者。
20世纪20年代，特列尔（D．Herelle）和脱华脱（Twort）各自独立在葡萄球菌和志贺菌中首先发现噬菌体。噬菌体作为一种病毒，当然也具有病毒的一些共性特性：个体极其微小。噬菌体衣壳内的基因组里含有许多个基因，所有已知的噬菌体全部都是细菌细胞中利用细菌细胞里的核糖体、蛋白质合成时所需的各种因子、各种氨基酸和能量产生系统来偷偷地实现其自身的生长和增殖。只要离开了宿主细胞，噬菌体就既不能生长，也不能进行任何复制。
噬菌体在自然界中分布极广，只要有细菌存在的地方，就有噬165菌体的存在。在人和动物的排泄物中，有寄生在肠道菌里的噬菌体。
在土壤中，可找到许多寄生在土壤细菌里的噬菌体。由于噬菌体结构非常简单、基因数也很少，所以它是分子生物学与基因工程的最好的实验系统。
第二节噬菌体的分类
噬菌体的种类繁多，一共可以分为10科，各科名称和特点如下：
1.肌病毒科
肌病毒科噬菌体具有一个正多面体的头，和一条尾巴以及尾巴上一条可收缩的尾鞘。它是一种复合形态的噬菌体，核酸为线型双链DNA。T2、T4噬菌体是这一科的噬菌体代表种。
2.长尾病毒科
长尾病毒科的噬菌体具有一个正多面体的头，和一条长长的尾巴，只是它没有可以收缩的尾鞘，它的核酸为线型双链DNA，其中λ、T5噬菌体为这一种噬菌体的代表种。
3.短尾病毒科
短尾病毒科的噬菌体，具有一个正多面体的头和一条长约20纳米的短尾巴，核酸为线型双链DNA，其中T7、P22噬菌体为这一科的代表种。
4.被脂病毒科
被脂病毒科噬菌体的毒粒，是一个直径约60纳米的正20面体，在它的各角顶上有许多刷状刺突，它没有尾巴，衣壳可以分成内外两层，衣壳的两层之间充满了脂质，核酸为环型双链DNA，PM2噬菌体为它的代表种。
5.覆盖病毒科
覆盖病毒科噬菌体，是一个直径约65纳米的正20面体，它的各角顶上分别有一长20纳米的刺突，衣壳也可以分为内外二层，内层含脂质。在其射出核酸的时候，会出现一条长约60纳米的类似尾结构，它的核酸为线型双链DNA，其中PRD1噬菌体为它的代表种。
6.微病毒科
微病毒科的噬菌体，有一个直径约27纳米的正20面体，它的各角顶上分别有一个类似结节状的刺突，核酸为环型单链DNA，ΦX174噬菌体为它的代表种。
7.丝状病毒科
丝状病毒科的噬菌体，整个外面呈一长丝或短杆状，核酸为环型单链DNA，其中fd噬菌体为长丝状的代表种，而MVL51噬菌体则为此科短杆状的代表种。
8.光滑病毒科
光滑病毒科的噬菌体，是一个直径约23纳米的正20面体，核酸为线型正链的单链RNA，它专门感染雄株细菌，MS2噬菌体为此科噬菌体的代表种。
你可以发现，我们介绍的以上8科的病毒粒外面都不具囊膜，而以下两科则均有囊膜。
9.原质病毒科
原质病毒科噬菌体的病毒粒，直径50～120纳米，是一个呈多形性的球形，有柔韧的囊膜而没有衣壳，核酸为环型双链DNA，MV-L2噬菌体为此科噬菌体的代表种。
10.囊病毒科
此科病毒粒是一个正多面体，直径约75纳米，外有柔韧的含脂质的囊膜包裹，内有一个直径约60纳米的核衣壳，核酸为分成3个片段的线型双链RNA，Φ6噬菌体为此科代表种。
肌病毒科、长尾病毒科和短尾病毒科是目前最常见的噬菌体，其中T系大肠杆菌噬菌体是被人们研究得最多的一种烈性噬菌体，而λ大肠杆菌噬菌体则是被人们研究得最深入的一种温和性噬菌体。其他各科的噬菌体都很少见。
第三节形态结构
在电子显微镜下，我们可发现大多数噬菌体与动植物病毒有很大不同，它们具有独特的头和尾结构的复合形态。按照尾部的不同形态，又可把它们分为长、短和具有能收缩的尾鞘3种类型。另外，还有一些小20面体型噬菌体却没有尾，一类在12个角顶上各多了1个结节，外观呈桑葚状，而另一类却连这种结构也没有。也有少数噬菌体为760×6～1950×6纳米的长丝或等轴的多面体，各角顶都有刺突或刷状刺突。
无论哪种复合形态的噬菌体，它们的头部都有1个立体对称的多面体，直径一般都在50～60纳米，也有的比较大，竟达130纳米以上。这类噬菌体的结构相当复杂，如那种收缩尾鞘类的长尾大肠杆菌，它有一个约110×80纳米的多面体的头和一条约113×16纳米的管状尾巴，在头尾相接连的部位是颈部结构，上面有1个颈圈和6根颈项。
尾部中心是一根中空的尾轴，外面包着一层可以灵活收缩的尾鞘。尾鞘末端还连接着一块六角形的尾板，尾板的每个顶点上都附着一根与尾轴略呈平行的很短的一支尾针。另外尾板上还附有6根长长的并且中间可折曲的尾丝。头壳和尾鞘均由一定数目的壳粒蛋白有规律地按一定顺序排列而成，构成了噬菌体颗粒的独特的几何形状。头壳保护着其中的核酸，而尾部则为感染细菌时的呼吸器官。
第四节化学组成
噬菌体主要由核酸和蛋白质组成，少数特殊的噬菌体，还含有少量的非核酸糖或类脂质。
1.蛋白质
蛋白质构成了噬菌体的全身上下所有的外壳或复合形态的头壳、尾部及其它附件。蛋白质也成就了噬菌体独一无二的抗原性。因此，只要把它注射到动物体内，就可产生许多种特异性抗体，其中的中和抗体能阻止噬菌体吸附于细菌外壁，从而阻止感染的发生，而且中和抗体又不会使噬菌体失活。
2.核酸
核酸组成了噬菌体最重要的基因组。噬菌体一般只含一种核酸，或为DNA，或为RNA，或为双链或为单链，或为线型或为环型。
大多数噬菌体都含双链DNA。噬菌体的DNA与其他生物一样，也是由核苷酸按特殊的规律聚合而成的，它的DNA上也含4种碱基——腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C），并且它们也同样遵守A＝T、G≡C的碱基配对原则。但是有些奇怪的噬菌体含有与正常碱基完全不同的异常碱基，如T偶数噬菌体或其他一些噬菌体，以羟甲基胞嘧啶代替胞嘧啶。还有的噬菌体竟会以羟甲基尿嘧啶或尿嘧啶代替胸腺嘧啶，或以甲基胞嘧啶代替胞嘧啶。这种异常碱基到底有什么功能，现在世界上还没有人能了解，但正是由于有了这3个异常碱基，给科学家们研究噬菌体DNA在细菌细胞内复制的工作，带来了极大的方便。人们还发现，少数噬菌体的羟甲基胞嘧啶的羟甲基还会与葡萄糖残基相连接。
第五节感染与增殖
1.三种存在状态
按照噬菌体的结构和功能的不同，它们常以三种不同的状态存在：
（1）在细菌细胞外，它是成熟的具有强大感染性的自由噬菌体；
（2）在细菌细胞内，它是营养型或生长型的噬菌体；
（3）在整合到细菌细胞染色体上的时候，它形成了前噬菌体。
