Первое направление исследований.
Первое направление было посвящено проверке теории Гольдшмидта. Задача состояла в изучении реакции прижизненной инактивации ферментов in vivo в условиях, когда клетки еще не теряют способности к нормальному отправлению большинства своих функций, в частности, способности к размножению. В поражающих своим размахом экспериментах И.А. Рапопорт проверяет действие соединений серебра, ртути, таллия и других тяжелых металлов, мышьяка, сурьмы, рутения, бора, фтора, галоидозамещенных кислот, роданистых и других соединений, селеноцианидов, этилендицианида, спиртов, аминосоединений, гидразина и семикарбазида, ненасыщенных кислот, гексоз, производных гуанина, альдегидов и кетонов жирного и ароматических рядов, в том числе формальдегида, аминофенола и множества других соединений, используя в качестве объекта дрозофилу.
В этих опытах было получено около 50 фенокопий (или модификаций, или хемоморфозов, которые Н.К. Кольцов называет "фенотипическими генокопиями") - ненаследственных изменений, копирующих по своему морфологическому проявлению известные мутации. Фенокопий возникали в 100% случаев, не передавались по наследству и были специфичны для примененных веществ - при комбинации двух действующих агентов у одной особи воспроизводились все фенокопий, присущие каждому агенту. Было показано экспериментально in vivo, что вещества, вызывающие морфозы, действуют в эквимолярных количествах. Полученные результаты не подтвердили гипотезы Гольдшмидта. Они дали представление о том, что в состав морфогенов, химических посредников между геном и признаком, входят ферменты. Эти опыты позволили решить ряд принципиальных методических вопросов, таких как способы введения химических соединений в яйца дрозофилы, проблему проницаемости тканей для вводимых агентов, о действующих дозах и ряд других.
Самым главным из этого раздела работы, важным для дальнейшего направленного поиска химических мутагенов, был вывод о том, что механизмы возникновения модификаций и мутаций различны и что вещества, вызывающие морфозы, не индуцируют мутаций. Следует оговориться, что когда химические мутагены были найдены и испытывались на разных объектах, было установлено, что в зависимости от условий мутагены могут вызывать морфозы. Но первоначально этот вывод имел решающее значение - он позволил исключить из дальнейшего поиска всю неорганику и большой ряд органических соединений.
В полном виде большой труд с обобщением результатов этих исследований под названием "Феногенетический анализ независимой и зависимой дифференцировки" был подан в редакцию "Трудов Института цитологии, гистологии и эмбриологии" в феврале 1941 г. и одновременно к защите в качестве докторской диссертации в Ученый совет биологического факультета МГУ. Автору еще не исполнилось тогда и 29 лет. Диссертацию Рапопорт защитил 5 мая 1943 г., находясь временно, между боями, в Москве в качестве курсанта Военной академии им. М.В. Фрунзе. А вот в печати этот труд появился в августе 1948 г. во время лысенковской сессии ВАСХНИЛ, и сразу же весь тираж был изъят из продажи и впоследствии уничтожен. Он отражал один из необходимых этапов в открытии химического мутагенеза, на результаты которого Рапопорт ссылался в своих теоретических построениях до конца своей жизни. Он также был предтечей современной биологии развития и генетики развития, минимум на четверть века опережая представления современников.
Будучи уничтоженной, книга, естественно, в свое время не смогла оказать влияния на развитие этих областей знания. Опираясь на эту работу, Рапопорт позже создал новое научное направление, которое он назвал "Токсикогенетика", актуальное и в наши дни в связи с экологическим неблагополучием в биосфере планеты. В этом труде содержится первое упоминание о парааминобензойной кислоте (ПАБК) как биологически активном веществе, играющем важную роль в процессах жизнедеятельности всего живого.