Кафедра 1938 жылдың 15 қаңтарында «Өсімдіктер физиологиясы және микробиология» кафедрасы болып ашылды. 1947-1999 жылдар аралығында кафедра «Өсімдіктер физиологиясы және биохимиясы» болып, ал 1999 жылдан бастап «Биотехнология, биохимия, өсімдіктер физиологиясы» деп аталады. 1972 жылы кафедра екіге бөлініп, жаңа, микробиология кафедрасы пайда болды. Кафедраны әр жылдары төмендегі оқытушы ғалымдар басқарды: б.ғ.к., доцент П.И.Громаковский (1938-1939), б.ғ.к., доцент С.А.Гребинский (1940-1945), б.ғ.д., проф., академик Т.Б.Дарқанбаев (1946-1972), б.ғ.к., доцент Д.К.Қалекенов (1972-1981), б.ғ.д., проф., проф. академик І.Р.Рахимбаев, б.ғ.к., әл-Фараби атындағы ҚазҰУ профессоры Г.Ж.Уәлиханова (1989-1990), б.ғ.д., проф., А.Т.Иващенко (1990 жылдан бастап осы күнге дейін).
Доцент С.А.Гребинский кафедраны басқарған кезеңд кафедра ұжымы экологиялық физиология бойынша өсімдіктердің физиологиялық-биохимиялық үдерістеріне Қазақстанның табиғи жағдайының әсерін зерттеумен айналысты. Осы жұмыстардың нәтижесінде топырақ пен климаттық жағдай және зоналық вертикальдылыққа тәуелді жабайы және мәдени өсімдіктердің физиологиялық және биохимиялық ерекшеліктерінің өзгеруінің қызықты заңдылықтары көрсетіліп, нәтижесі С.О.Гребинскийдің докторлық диссертациясына негізі болды. Соғыс жылдары кафедрада глюкозадан крахмал алу мақсатында жартылай өндірістік зертхана құрылды, сонымен қатар сексеуіл күлінен сабын алу әдісі жолға қойылды.
ҚазКСР ҒА академигі, б.ғ.д., профессор Т.Б.Дарқанбаев Қазақстандағы биология ғылымының дамуына айтарлықтай үлес қосқан, өз ісін жете білетін, жоғары білімді мамандар дайындауда көп еңбек сіңірген талантты педагог болатын. 1936 жылы Москваның М.В.Ломоносов атындағы Мемлекеттік университетін бітіргеннен кейін С.М.Киров атындағы Қазақ Мемлекеттік университетінде оқытушы болып қызмет атқарды. Аспирантураны Москваның А.Н.Бах атындағы биохимия институтында бітіріп, 1941 жылы кандидаттық диссертация қорғайды. 1941-1943 жылдары КСРО Ғылым Академиясының Қазақ филиалының биохимия зертханасында аға ғылыми қызметкер болып істеп, техникалық биохимия мәселелері жөнінде маңызды зерттеулер жүргізді. Т.Б. Дарқанбаевтың ұзақ еңбек жолы 1943 жылдан бастап С.М.Киров атындағы Қазақ Мемлекеттік университетімен тығыз байланысты.
Алғашқы жылдары университеттің оқу жұмысы жөніндегі проректоры міндетін атқара отырып, оқу-тәрбие және ғылыми жұмыстарды ұйымдастыруда ерекше таланттылығымен көзге түскен. Ол 1946 жылдан бастап 26 жыл бойы университеттегі Өсімдіктер биохимиясы мен физиологиясы кафедрасын меңгеріп, осы салада білімді кадрлар дайындауда қомақты үлес қосты. Осы, кезеңдерде ғалымның басшылығымен университетте «Өсімдіктердегі заттар алмасуы биохимиясы», ҚазКСР Ғылым Академиясында «Белок және нуклеин қышқылдары», «Дәнді дақылдар биохимиясы» атты ғылыми-зерттеу зертханалары ұйымдастырылды. Осы бағытта жүргізілген кешенді зерттеулер бидай дәнінің сапасын жақсартудың биохимиялық негіздерін анықтауға бағытталды. Осы зерттеулердің қорытындылары бойынша Т.Б. Дарқанбаев 1953 жылы «Қазақстанның жаздық бидайының биохимиялық сипаттамасы» деген тақырыпта докторлық диссертация қорғады.
Тек ғылыми жұмыстармен ғана емес, Т.Б. Дарқанбаев өзінің педагогикалық таланттылығымен ерекшеленіп, Университетте биохимиялық пәндерді оқытудың әдістерін жетілдіруде үлкен үлес қосты. 1965 жылдардан бастап ең алғаш биология пәндерінің ішінде жалпы биохимия курсын қазақша оқытудың жолын бастайды.
1955-1961 жылдары Т.Б.Дарқанбаев С.М.Киров атындағы Қазақ Мемлекеттік Университетінің ректоры болды. Биология ғылымын дамытуға сіңірген еңбегі жоғары бағаланып, ол 1954 жылы ҚазКСР ҒА-ның корреспондент мүшесі, ал 1958 жылы академик болып сайланды. 1972-1983 жылдар аралығында Темірбай Байбосынұлы ҚазКСР Ғылым Академиясының биология бөлімінің академик-хатшысы қызметін атқарды. 200-ден астам жарияланған еңбектерінің ішінде ғылыми мақалалардан басқа монографиялар, оқулықтар мен оқу құралдары бар.
Т.Б.Дарқанбаев 30-дан астам ғылым кандидаттарын дайындады. Ол — Үндістан, Польша, Америка, Қытай, Германия, Куба елдерінде дәрістер оқып, баяндамалар жасаған үлкен ұстаз.Үлгілі педагог, атақты ғалым қоғамдық жұмыстарға да белсене араласты. Ол ҚазКСР Жоғарғы Кеңесінің 4-ші және 5-ші шақырылымының депутаты болып сайланды. Халыққа білім беру және мәдениетті дамыту жөніндегі ҚазССР Жоғарғы Кеңесінің тұрақты коммиссиясының, Алматы қалалық Кеңесінің депутаты, саяси білімдер тарату жөніндегі Алматы облыстық қоғамының төрағасы болды. Т.Б. Дарқанбаевтың ғылыми, педагогикалық және қоғамдық қызметін, биология ғылымын дамытудағы, сонымен қатар, кадрлар даярлаудағы еңбегін Үкімет жоғары бағалап, «Ленин», «Еңбек Қызыл Ту», екі мәрте «Құрмет Белгісі» ордендерімен және медальдармен марапаттады. Оған «ҚазКСР-ның ғылымына еңбек сіңірген қайраткер» деген құрметті атақ берілді.
Кафедрада 1954-1955 жылдары тың жерлерді игеру мақсатында Павлодар және Көкшетеу аудандарына экспедициялар құрылып, тарының өнімділігін арттыру үшін егін жайларында тәжірибелер жүргізілді. Көкшетау аймағының колхоздарына, осы құнды дақылдың өнімін арттыру жөнінде бірталай шаралар ұсынылды.
Осы жылдары тәжірибелі оқытушы-биохимик, әріптестер мен студенттер арасында жоғары беделді, доцент З.А.Уварова бір топ мамандармен, суыққа төзімді бидайдың биохимиялық ерекшеліктерін, оны спирттік өндірісте пайдаланумен байланыстыра отырып, жан-жақты зерттеулер жүргізді. Бұл жұмыстардың негізгі нәтижелері талқыланып, өндіріске енгізу жөніндегі шешім Казмелиоводтрестің техникалық кеңесінде қабылданды. Кафедрада өсімдіктер биохимиясы және физиологиясы жұмыстарымен қатар микробиология саласында да қомақты зерттеулер жүргізілді. Микробиологтардың бір тобы (А.М.Бабусенко, Е.М.Попова) Теріскен көліндегі (Жаңа Қорған) емдік балшықтардың түзілуінің биогендік үдерістерін, Қазақстанда өсетін мәдени және жабайы пияздардың фитонцидтік белсенділігін және оларды өсімдіктердің кейбір ауруларымен күресуде пайдалану жолдарын зерттеді. 1971 жылы факультетте өсімдіктер физиологиясы және биохимиясы кафедрасының құрамынан микробиология кафедрасының бөлініп шығуына байланысты кафедраның микробиолог мамандары жаңа кафедраға ауысты.
1990 жылдан бастап осы уақытқа дейін кафедраны б.ғ.д., проф. А.Т.Иващенко басқарып келеді. Ол 1984 жылы докторлық диссертациясын қорғаған, ал 1988 жылы оған профессор атағы берілді. А.Т.Иващенко 200-ге жуық еңбектің авторы. Соның ішінде монография және бірнеше оқу-әдістемелік жұмысы және екі авторлық куәлігі бар. А.Т.Иващенконың жетекшілігімен 24 кандидаттық, 3 докторлық диссертация қорғалды. Т.Иващенконың 2 оқушысы Қазақстанның Ленин комсомолы сыйлығының лауреаты атағын және 4 оқушысы Қазақстан Республикасының талантты, жас оқымыстылар стипендиясына ие болды. Аспирант А.Н.Қаражанова ең алғашқы Қазақстан республикасының президенті Н.А.Назарбаевтың, ал аспирант Д.К.Асанова ең бірінші болып Министрлер кабинетінің стипендияларының иегерлері атанды. Ғылым саласындағы айтарлықтай жетістіктері үшін ол «Қазақстан Республикасы ғылымының дамуына сіңірген еңбегі үшін» омырау белгісімен марапатталды.
Алғашқы жылдары кафедрада төрт оқытушы қызмет етті: доценттер С.А.Гребинский, П.И.Громаковский, аға оқытушы Х.С.Байда және ассистент З.А.Уварова, ал кейініректе кафедраға Е.М.Попова мен А.М.Бабусенко жұмысқа қабылданды. 1950 жылдан бастап кафедра жаңа мамандармен, негізінен кафедра түлектерімен, толыға түсті. Олар: М.К.Лысенко, Ж.К.Қалекенов, Э.М.Қарабаев, Б.Т.Төлегенова, О.П.Сачкова, Г.Ж.Уәлиханова, Д.Ы.Ыхсанова, А.В.Қаржасова, Б.Р.Қодаров, Ә.Е.Ережепов, Т.А.Карпенюк, А.В.Гончарова, С.А.Жөкебаева, К.К.Боғыспаев, О.В.Есырев, Р.Ұ.Бейсембаева, С.К.Мұхамбетжанов, С.С.Кенжебаева, С.Д.Атабаева, С.А.Шоинбекова, Ш.А.Атамбаева, С.К.Турашева, Г.С.Қоныспаева.