生物學家喬治·渥特曾經把他從事的一項極為專門化的研究課題——「服睛的視覺色素」比作是「一扇狹小的窗戶，一個人離這扇小窗戶比較遠，他就只能看見窗外一點亮光。但當他向窗戶走近些時，他所看到的窗外景象就越來越多；直到最後，當他貼近窗戶時，他能夠透過這個狹小的窗戶看到整個宇宙。」
這就是說，我們應該把我們研究工作的焦點先放在人體的個別細胞上，再放在細胞內部的細微結構上，最後再放在這些機構內部的基礎反應上——只有當我們這樣做的時候，我們才能夠領悟到偶然將外部化學物質引人我們體內環境所帶來的嚴重長遠影響。
醫學研究僅僅在最近才注意到對個體細胞在產生能量過程中的功能研究，這種能量是生命存在所辦不可少的。人體內能量產生的非凡機制不僅僅對健康是個根本問題，對整個生命也是如此。它的重要性甚至勝過了最重要的器官，因為沒有正常的和有效的產生能量的氧化作用功能，身體中的任何機能都不能發揮作用。然而許多用於消除昆蟲、嚙齒動物和野草的化學藥物都具有這樣的特性：它們可以直接打擊氧化作用，並且破壞這一系統奇妙的功能。
使我們對細胞氧化作用能有現在這個認識的研究工作是全部生物學和生物化學中最令人難忘的成就之一。在這一工作上取得成就的人員名冊中包括著許多諾貝爾獎金獲得者。在四分之一世紀的時間內，它憑靠著一些成為它的奠基石的更早期工作，一直在一步一步地不斷前進著。現在，幾乎在所有的細節方面都還有待深入。僅僅在最近十年內，全部研究工作才形成了一個整體，這才使生物氧化作用變成了生物學家普通知識中的一部分。然而更重要的一個事實是，在1950年之前，具有基本訓練的醫學人員，甚至沒有機會去實際體會這一生物氧化作用破壞所引起的變化和危害的深刻重要性。
能量的產生並不是由任何專門化了的某一器官來完成的，而是由身體的所有細胞來完成的。一個活的細胞就像火焰一樣，通過燃燒燃料去產生生命所必需的能量。這一比喻的詩意雖好，但精確性不足，因為細胞僅僅是在產生人體維持正常體溫所需適當熱量的條件下完成它的「燃燒」的。於是，千千萬萬個這樣溫和地燃燒著的小小火焰產生出了生命所需的能量。化學家尤金·拉賓諾維奇說：如果這些小火焰都停止了燃燒，那麼「心臟再不能跳動、植物再不能抵抗重力向上長，變形蟲不再游泳，再沒有感覺能通過神經奔跑，再沒有思想能在人的大腦中閃現。」在細胞中，物質轉化為能量是一個川流不息的過程，是自然界更新循環之一，真像一個輪子不停地轉動著。以葡萄糖形式存在的糖燃料一粒兒一粒兒地、一個分子一個分子地填進了這個輪子，在循環的過程中，這些燃料分子就經歷了分解和一系列細微的化學變化。這些變化很有規律地一環扣一環地進行著，每一環節都由一種具有專業化功能的酶支配和控制著，這種酶只干這一件事，其它什麼都不管。在每一環節中部有能量產生和廢物(二氧化碳和水)排出，經過變化了的燃料分子又被輸送到下一階段。當這一轉動的輪子轉夠一圈時，燃料分子耗盡而進入一種新狀態，在這種狀態中，它隨時可與新進入的分子結合起來並重新開始這個循環。
這一過程是生命世界的奇蹟之一。在這一過程中，細胞就像一個化學工廠一樣進行生產活動。這真是一個奇蹟，所有發揮作用的部分都是極小的，細胞本身幾乎都十分微小，只有藉助於顯微鏡才能看到。更為甚者，氧化作用的大部分過程是在一個很小的空間內完成的，即在細胞內部被稱為線粒體的極小顆粒內完成的。雖然人們知道這種線粒體已有60年之久，然而它們過去、一直被看成是起著未知的、可能不重要作用的細胞內的組分而被忽視。僅僅在本世紀五十年代，對它們的研究才變成了一個激動人心而富有成果的科學領域；它們突然開始引起了巨大的注意，單單在這一課題內，五年期間就出現了1000篇文章。
人類揭示了線粒體的奧秘，又一次表現出其卓越的創造才能和頑強的毅力。試想這樣一種極小的微粒，即使通過一個放大300倍的顯微鏡，也難以看到；但現在居然有這樣一種技術，用這種技術能將上述微粒與其它組分分離，並單獨取出它，並對它的組分進行分析，還能確定這些組分的高度複雜的功能。這簡直是難以想像的。現在多虧有了電子顯微鏡，生物化學家技術提高，這項工作終於完成了。
現在已知，線粒體是一個極小的多種酶的包裹體，也是一種包括著對氧化循環所必需的所有酶的可變組合體，這些酶精確地和有序地被安排在線粒體的壁和間隔上。線粒體是一個「動力房」，大部分的能量產生的作用發生在這個動力房中。當氧化作用的第一步和最初幾步在細胞漿中完成之後，燃料分子就被引入線粒體。氧化作用就在這兒，得以完成；大量的能量也就在這兒被釋放出來。
如果在線粒體中氧化作用的無休止轉動的輪子不是為了這一極為重要的目的而轉動的話，它就失去其全部意義了。在氧化循環每一階段中所產生的能量通常被生物化學家稱之為ATP(三磷酸腺酐)，這是一個包括有三組磷酸鹽的分子。ATP之所以能提供能量方面的作用是由於ATP能夠將它的一組磷酸鹽轉換為另一種物質，在這一過程中電子來回傳遞隨之產生了鍵能。這樣，在一個肌肉細胞里，當一組末端的磷酸鹽被輸送到收縮肌時，收縮所需的能量就產生出來了。所以產生了另外一種循環——一種循環中的循環，即ATP的一個分子放出一組磷酸鹽僅保存二組，變成了二磷酸鹽分子ADP；但是當這個輪子更進一步轉動時，另外一個磷酸鹽組又會被結合進來，於是強有力的ATP又得以恢複。這就如同我們所使用的蓄電池一樣，ATP代表充電的電池，ADP代表放電的電池。
ATP是萬物皆有的能量傳遞者，從微生物到人，在所有的生物體內都發現有ATP，它為肌肉細胞提供機械能，為神經細胞提供電能。精液細胞、準備進人急劇活動狀態的受精卵(這種活動將使受精卵發展成為一隻青蛙、一隻鳥或一個嬰兒)、能夠產生激素的細胞等，所有這一切都是由ATP提供能量的。ATP的少部分能量用在了線粒體內部，而大部分能量立即被釋放到細胞中，為細胞的其他各種活動提供能量。在某些細胞中，線粒體的位置很有利於它們功能的發揮，因為它們的位置能夠使得能量精確地傳送到需要它的各個地方。在肌肉細胞中，它們成群地環繞在收縮肌纖維周圍；在神經細胞中，它們被發現位於與其它細胞的鄰接處為興奮脈衝的傳遞提供能量；在精子細胞中，它們集中在推進尾與頭部連結的地方。
給ATP一ADP電池充電的過程，就是氧化作用中的偶合過程：在這個電池中ADP和自由態的磷酸鹽組又被結合成為ATP，這一個緊密的結合就是人們所叫作的偶合磷酸化作用。如果這一結合變為非偶合性的，這就意味著失去了可用來供給的能量，這時，呼吸還在進行，然而卻沒有能量產生，細胞變成了一個空轉馬達，發熱而不產生功能。那時肌肉就不能收縮了；脈衝也不能夠沿著神經通道奔跑了；那時精子也不能運動到它的目的地了；受精卵也不能將它的複雜分化和它煞費苦心的作品完成。非偶合化的結果可能對從胚胎到人的所有的有機體都是一個真正的災難，有時它可能導致組織，甚至整個有機體的死亡。
非偶合化是怎樣發生的呢？放射性是一個偶合作用的破壞者。有些人認為曾暴露於放射線中的細胞的死亡就是由於偶合作用破壞造成的。不幸的是，大量的化學物質也具有這種阻斷產生能量的氧化作用的能力，而殺蟲劑和除草劑都是這類化學物質的典型代表。據我們所知，苯酚對新陳代謝具有強烈作用，它所引起的體溫升高具有潛在性的致命危險；這種情況是由非偶合作用的結果——「空轉馬達」所引起的。二硝基苯酚和五氯苯酚是這類被廣泛用作除草劑的化學物質的例子。在除草劑中，另外一個偶合作用的破壞者是2·4－D。在氯化烴類中，DDT是一個已被證實的偶合作用破壞者，如果進一步研究的話，將可能在這類物質中發現另外的破壞者。
不過非偶合作用並不是撲滅體內千百萬個細胞的小火焰的唯一原因。我們已經知道，氧化作用的每一步都是在一種特定的酶的支配和促進下進行的。當這些酶中的任何酶——甚至是單獨的一種酶被破壞或被削弱時，細胞中的氧化循環就要停止。不管哪種酶受到影響，其後果都是一樣。處在循環中的氧化過程正象是一隻轉動的輪子，如果我們將一個鐵棍插入這個輪子的輻條中間，不管我們具體插在那兩根輻條之間，所造成的結果都是一樣。同樣的原因，如果我們破壞了在這一循環中任何一點上起作用的一種酶，氧化作用就要停息了。那時就再沒有能量產生出來，其最終結果與非偶合作用非常相似。
許多通常用作殺蟲劑的化學物質就是這種破壞氧化作用轉輪的鐵棍子。DDT、甲氧氯、馬拉硫