En 1883, à l’instar de la Faculté des sciences de Paris, la Faculté des sciences de Lyon fut dotée, sur la proposition du physiologiste Paul Bert, alors président de la commission de l’instruction publique à la Chambre des députés, d’une chaire de physiologie générale au profit de Saturnin Arloing, qui était alors professeur à l’École vétérinaire. Cette création, qui resta longtemps isolée (l’établissement de chaires spécifiques de physiologie dans les Facultés scientifiques ne reprit qu’à partir des années 1960) s’inscrit dans la politique de rénovation de l’enseignement scientifique menée par la Troisième République. La nomination d’Arloing à la Faculté de médecine, trois ans plus tard, a permis l’attribution de la chaire devenue vacante à Raphaël Dubois (1849-1929) qui, dans le laboratoire de Paul Bert, avait consacré sa thèse à l’élucidation du mécanisme de la biophotogenèse chez les insectes lumineux, montrant qu’elle est due à l’action d’un enzyme (nommé par lui luciférase) sur un substrat, la luciférine. A une époque où l'on n'admettait pas que les manifestations vitales puissent être produites en dehors de l'être vivant, une telle découverte eut un certain retentissement. Depuis lors, de nombreuses applications pratiques ont été fondées sur cette réaction.

Dubois occupa la chaire lyonnaise jusqu’à sa retraite en 1919. Non seulement il obtint dès sa nomination l’installation d’un laboratoire bien équipé dans le nouveau palais universitaire construit quai Claude Bernard pour abriter les Facultés des sciences et de médecine, mais il réussit, malgré de nombreux obstacles, à mobiliser mécènes et collectivités locales pour édifier à Tamaris-sur-Mer, près de Toulon, un laboratoire maritime spécialement consacré aux recherches physiologiques sur les organismes marins. D’autres initiatives (par exemple, la création d’un enseignement de psychophysiologie) furent bridées par l’hostilité de certains de ses collègues. Mettant à profit la liberté d’initiative accordée aux scientifiques de l’époque, Dubois put ainsi poursuivre à Lyon et surtout à Tamaris des travaux de recherche pure sur le sommeil ou la respiration des animaux hibernants ainsi que sur la physiologie de la bioluminescence, qui fit l’objet de près de deux cents publications établissant l’ubiquité du mécanismes chez un très grand nombre d’êtres vivants, qui lui ont valu une notoriété durable.En même temps, il s’intéressa à des questions de biologie appliquée (formation des perles et de la nacre, culture des éponges, etc.), alors peu à l’honneur chez les universitaires français, allant jusqu’à aborder l’étude expérimentale du déterminisme des comportements sociaux.

Nourri de la pensée de Claude Bernard et adoptant ses réserves sur les limites du réductionnisme physico-chimique, Dubois est un bon exemple des tendances prudemment rationalisantes de la génération qui assista à la transformation profonde de l’approche des phénomènes de la vie, au début du XXème siècle.