Các tác nhân hĩa học khác nhau khi tác động đến cơn trùng, cỏ dại và vi khuẩn làm rối loạn sự trao đổi chất của sinh vật, nĩi cách khác, đã thực hiện sự "chệch choạc" trong cơ thể sinh vật về mặt cơ chế hĩa học. Việc tìm tịi những tác nhân như vậy trở nên ngày càng cĩ hiệu quả hơn vì dần dần người ta càng sáng tỏ vấn đề về đặc tính của quá trình trao đổi chất.
Về mặt này chúng ta khơng thể quên cơng lao của nhà hĩa sinh học người Anh là Actơ Harden (1865-1940); người nghiên cứu enzim chiết xuất từ nấm men. (xin nhớ là Bucne đã chứng minh rằng chất chiết xuất đĩ phân hủy đường cĩ hiệu quả chẳng kém gì bản thân tế bào nấm men). Ngay nhưng năm đầu của thế kỷ 20 (1905) Harden đã chú ý rằng dịch chiết của nấm men phân hủy mạnh đường và tạo khí CO2, thêm vào đĩ, hiệu suất của quá trình phân hủy giảm dần. Thoạt nhìn cĩ thể nghĩ là phản ứng đĩ cĩ liên quan đến sự tiêu hao men trong dịch chiết, nhưng khi thêm vào dung dịch một ít phosphat natri Harden đã làm tăng hoạt tính của men.
Nồng độ của phosphat vơ cơ trong quá trình phản ứng men giảm xuống, do đĩ Harden bắt đầu tìm trong dung dịch một loại chất phosphat hữu cơ nào đĩ mà ơng tưởng rằng sinh ra từ phosphat vơ cơ. Ơng tìm ra phân tử đường liên kết với hai nhĩm phosphat. Phát hiện của Harden đã đạt cơ sở nghiên cứu quá trình trao đổi chất trung gian, thăm dị nhiều hợp chất khác (cĩ khi chỉ xuất hiện trong thời gian rất ngắn ngủi) được tạo thành trong qúa trình các phản ứng hĩa học xảy ra ở các mơ cơ thể.
Chúng ta thử kể ra đây một cách vắn tắt những hướng chủ yếu của việc thăm dị này. Nhà hĩa học người Ðức là Otto Frit Mayehof (1884-1951), trong các thí nghiệm thực hiện sau chiến tranh thế giới lần thứ nhất kết thúc, ơng đã thấy sự co dẫn đến sự giảm glycogen (một biến dạng của tinh bột) và dẫn đến sự xuất hiện một lượng axit Lactic nhất định. Ðặc biệt là quá trình này xảy ra khơng hấp thụ oxy. Trong lúc cơ nghỉ, một phần axit lactic tự oxy hĩa (lúc này một phần oxy phân tử được hấp thu để bù vào " tình trạng nợ oxy" và năng lượng phát sinh do cách đĩ cho phép phần lớn axit Lactic lại biến thành glycogen). Nhà sinh lý học người Anh là Acsiban Viven Hin
(sinh năm 1886) cũng đi đến kết luận tương tự khi tiến hành các thí nghiệm xác định khối lượng nhiệt sản sinh ra khi cơ co.
Vào những năm 30, nhà hĩa sinh học ở Mỹ là Cac Fecdimen Cori (sinh năm 1896) và vợ là Hecti Terexa Cori (1896-1957) đã nghiên cứu tỉ mỉ những chi tiết biến đổi glycogen thành axit Lactic. Sau khi đã tách từ mơ cơ được một chất mà lúc đĩ chưa ai biết, đĩ là glucoze-1-phosphat ( hiện nay gọi là este Cori), họ đã chứng minh đĩ là sản phẩm đầu tiên do phân hủy glycogen. Ơng bà Cori đã theo dõi sự biến đổi glucoze-1-phosphat trong hàng loạt sản phẩm trung gian và đã xác định được vị trí của từng chất trong chuỗi phân hủy đĩ. Thì ra phosphat đường do Harden nêu ra lần đầu tiên từ mấy chục năm về trước chính là một trong những sản phẩm trung gian. Sự kiện khi tìm ra những sản phẩm trao đổi trung gian, Harden và Cori đã phát hiện ra hợp chất hữu cơ chứa phosphat, là một sự kiện cĩ ý nghĩa to lớn. Nhờ đĩ, trong nhiều cơ chế cuả các quá trình hĩa sinh học đã xác định được vai trị quan trọng của nhĩm phosphat. Nhà hĩa sinh học ở Mĩ là Frix Anbe Lipman (sinh năm 1899) đã làm sáng tỏ hiện tượng này. Theo ý kiến của ơng, nhĩm phosphat cĩ thể giữ một trong hai vị trí của một phân tử-vị trí cĩ năng lượng thấp và vị trí cĩ năng lượng cao. Năng lượng được giải phĩng khi phân hủy những phân tử tinh bột hoặc mỡ được dùng để biến phosphat năng lượng thấp thành phosphat năng lượng cao. Như thế diễn ra sự hồn hảo năng lượng dưới dạng hĩa học phù hợp với sinh vật. Sự phân hủy các phosphat năng lượng cao giải phĩng ra một khối lượng năng lượng đủ cung cấp cho những chuyển hĩa hĩa học khác nhau, tiến hành cùng với sự hấp thu năng lượng.
Cĩ thể dùng phương pháp của nhà hĩa sinh học người Ðức là Otto Henric Vacbua (sinh năm 1883) nghiên cứu và ứng dụng vào năm1923 để nghiên cứu các giai đoạn phân hủy glycogen xãy ra sau khi phân hủy axit Lactic với sự tham gia của oxy. Phương pháp Vacbua cho phép đo nhu cầu oxy bằng những lát cắt rất mỏng các mơ sống. Thí nghiệm tiến hành như sau: lát cắt mơ sống được bỏ vào màu đựng trong một bình nhỏ, cổ cĩ gắn chặt một ống cong hình chữ U. Các mơ sử dụng O2 trong bình và CO2 do mơi trường thải ra bị dung dịch kiềm hấp thụ tạo thành khoảng chân khơng nhỏ ở trong bình, và chất lỏng trong ống cong hình chữ U dâng lên về phía bình thí nghiệm vì trong bình cĩ khoảng chân khơng - ND). Tốc độ tiêu thụ O2 được xác định bằng nhịp độ biến đổi mức chất lỏng ở trong ống cong, sự biến đổi đĩ được đo đạt trong những điều kiện được kiểm sốt chặt chẽ. Phương pháp Vacbua cho phép nghiên cứu ảnh hưởng của các hợp chất khác nhau trong việc sử dụng O2. Hợp chất khơi phục lại mức chất lỏng (ở ống cong), sau khi bị tụt xuống, cĩ thể coi là sản phẩm trung gian trong hàng loạt phản ứng cĩ liên quan đến việc tiêu thụ Oxy. Trong lĩnh vực này, nhà hĩa sinh học người Hungari là Anbe Xanh Giorgy ( sinh năm1893) và nhà hĩa sinh học người Anh là Hanx Adonf Kreb (sinh năm 1900) đã cĩ những cống hiến lớn lao. Ðến năm 1940, Kreb đã tìm ra tất cả các giai đoạn chủ yếu của sự biến đổi từ axit lactic đến CO2 và nước. Người ta thường gọi trình tự của những biến đổi đĩ là chu trình Kreb. Ngay trước đĩ, Kreb cũng đã nghiên cứu các giai đoạn chủ yếu hình thành chất thải là nước tiểu, từ những axit amin thành phần của protit. Ơng khẳng định rằng ở đây xãy ra sự tách nitơ và các gốc của phân tử axit amin bị phân giải và sản sinh ra năng lượng cần thiết. Do đĩ Kreb đã xác nhận tính đúng đắn trong giả thuyết của Rubne đề ra 50 năm trước đĩ. Nghiên cứu cơ chế bên trong của tế bào cho phép các nhà bác học mở rộng những quan điểm về cấu trúc tinh vi của tế bào. Vào thời kỳ đầu của những năm 30 đã xuất hiện kính hiển vi điện tử đầu tiên. Nĩ khác với kính hiển vi ánh sáng thường ở chổ electron thay cho các tia sáng thường. Nhờ đĩ năng suất phân giải của kính hiển vi điện tử tăng lên gấp nhiều lần. Nhà vật lý học ở Mỹ là Vladimir Zvorưkin (sinh năm 1889) đã cải tiến kính hiển vi điện tử làm cho nĩ phù hợp với yêu cầu nghiên cứu của tế bào học. Người ta bắt đầu thấy rõ những tiểu phần cĩ kích thước khơng vượt quá kích thước của phân tử lớn là mấy. Ðã phát hiện ra rằng chất nguyên sinh của tế bào bao gồm một phức hợp các cấu trúc hữu cơ nhỏ bé cĩ tổ chức cao gọi là những cơ quan tử, hay là hạt. Nhờ phương pháp đã hồn thiện vào những năm 1940, người ta cĩ thể cắt nhỏ tế bào và tách các cơ quan tử ra khỏi chất nguyên sinh. Ty thể là cơ quan tử lớn nhất trong số đĩ. Trong một tế bào gan điển hình chứa đến hàng nghìn ty thể- những cấu trúc hình que cĩ chiều dài 0.002 - 0.005 mm.
Nhà hĩa sinh học người Mỹ là David Ezra Grin (sinh năm 1910) và các cộng sự đã nghiên cứu tỷ mỉ các cơ quan tử, ơng chứng minh rằng trong ty thể xãy ra các phản ứng của chu trình Kreb. Thật ra, ở đĩ xãy ra tất cả các phản ứng với sự tham gia của các enzim xúc tác cĩ liên quan đến sự dùng oxy phân tử. Như vậy rõ ràng là cơ quan tử nhỏ bé chính là trạm năng lượng độc đáo của tế bào.
