本论文主要进行随机力在蛋白质折叠和结合的动力学与热力学研究及基因调控网络的理论研究。主要包括以下几个部分:　　 1.研究了蛋白质在玻璃态温度下折叠的幂指数衰减动力学现象产生的因为。通过能量地貌理论建立了一个描述统计微观动力学的主方程,并通过求解动力学主方程,研究了微观状态系统的动力学统计性质。研究得到e指数分布的态密度的能量地貌能够得到幂指数衰减的动力学分布。并预测出幂指数衰减作用的系数单调依靠于温度变化。这个工作是连接单分子动力学实验和构象能量地貌的桥梁。　　 2.推导出柔性蛋白质折叠和结合的自由能公式,并将这个模型进行了相变分析,还定义了一个描述蛋白质折叠和结合过程稳定性的一个特异性的量,通常我们认为结合转变温度(或系统趋于天然状态的能力)与玻璃态转变温度(结合能量地貌的粗糙程度)的特异性比值越大,则系统越稳定。这样由折叠和结合的能量相互耦合后的能量地貌应该是漏斗形状趋于天然状态。　　 3.芽殖酵母细胞周期循环的能量地貌有两个重要的全局几率性质来描述非平衡态的生物振荡网络的动力学过程:广义势能和相应的几率流。在噪声很小的情况下,极限环的能量景观是一个明显的闭合圆环形山谷,就像一个墨西哥草帽的形状。非平衡态振荡的驱动力是几率流和势能。当噪声逐渐增大,势能景观变得平缓,甚至使闭合圆环形山谷形状消失,同时热损耗增加,周期和振幅的分布变宽,相关性变弱,这都体现了系统的稳定性和鲁棒性。还研究了参数变化可以引起相变。　　 4.研究果蝇昼夜节律循环的全局性质,势能和相应的几率流是解释网络鲁棒性的钥匙。通过解几率扩散方程来得到昼夜节律系统的能量地貌。振荡的能量地貌是一个不规则的闭合圆环,是具有面包圈的形状。势垒高度决定了振荡系统的稳定性和鲁棒性。当扩散系数变小时,势垒高度变大,我们也考察可当扩散系数变大时,系统的热损耗和熵产生率都增加,周期和振幅的分布变得更宽,相关性变弱。　　 5.利用了随机模型来揭示蓝藻生物昼夜节律振荡的相应能量地貌。系统在闭合圆环上,发现非平衡几率流是振荡产生的驱动力。因此,系统需要能量地貌和几率流来保证全局鲁棒的振荡。我们用势垒高度作为系统鲁棒性的量化标准。并且与实验相关结果进行对比以帮助设计减少噪声影响的鲁棒性更好的基因网络。