Особое место занимают исследования профессора А. Н. Крестовникова и сотрудников руководимой им кафедры физиологии института им. П. Ф. Лесгафта, а также физиологической лаборатории ЛНИИФК. В 1933 г. под руководством А. Н. Крестовникова были начаты работы по изучению физиологического влияния занятий по комплексу ГТО II ступени на организм сдающих нормативы студентов и преподавателей института, одними из первых в стране включившихся в овладение комплексами упражнений, входящих во вторую ступень. Значение этих работ, связанных с изучением различных видов спорта, состоит в том, что они создавали естественнонаучную базу высшей ступени комплекса, требующую дополнительной серьезной спортивной подготовки.
Учебные, научно-исследовательские институты и кабинеты физической культуры провели большую работу по разностороннему изучению нормативов ГТО I ступени. Отличает эти работы, во-первых, то, что они начинались непосредственно на стадионе или спортивной площадке; во-вторых, обследовалось большое число физкультурников; в-третьих, работы проводились комплексно – с участием физиологов, биохимиков, врачей различных специальностей. В 1932–1933 гг. такие работы проводились, в частности, Смоленским научно-исследовательским кабинетом физкультуры под руководством профессора биохимии О. С. Манойловой. Руководимая ею бригада физиологов, биохимиков и спортивных врачей исследовала влияние на организм бега на 100 и 1000 м, ходьбы на 1000 м в противогазе (мужчины) и бега на 500 м (женщины), входящих в комплекс ГТО I ступени.
Сотрудниками врачебно-физкультурного кабинета Кировского горздрава в 1933–1934 гг. изучалось влияние сдачи норм ГТО I ступени на здоровье группы физкультурников.
Ценные исследования были проведены научными сотрудниками врачебно-физкультурных кабинетов «Динамо» по изучению влияния на организм многоборья ГТО и комплексного многоборья по конькам, лыжам и стрельбе (1932–1933 гг.).
Каждая из указанных работ преследовала узкие цели: на основе физиологических и биохимических реакций организма вынести суждение о допустимости или недопустимости того или иного физического упражнения в качестве норматива ГТО для массовой сдачи его физкультурниками. В общей же сложности эти и ряд других работ выполнили исключительной важности задачу обогащения естественнонаучных основ физического воспитания и спорта.
Деятельность учебных, научно-исследовательских институтов и кабинетов физкультуры, развивавшаяся на базе достижений отечественной физиологии, биохимии и других наук, а также на основе предшествующих достижений русской и советской науки о спорте, привела в 1930-е гг. к более глубокому естественнонаучному обоснованию применения