电荷转移是溶液和生物体系等凝聚相中非常普遍的化学过程。围绕电荷转移展开的研究将对理解电荷转移反应发生的机理以及生命过程中相关的生理机制具有十分重要的意义。在本论文的工作中，我们基于量子动力学理论，结合分子动力学模拟方法和QM/MM计算方法，研究了凝聚相中质子转移反应和质子耦合电子转移反应的动力学问题。在对二氢叶酸还原酶中氢负离子转移的研究工作中，我们揭示了氢负离子转移过程中核运动量子力学效应对反应动力学的影响。并证实了混合量子-经典动力学理论方法在处理复杂体系中质子转移反应的有效性。在对蓝光受体中质子耦合电子转移的研究工作中，我们研究了质子量子化后在微观振动态间的跃迁速率，并进一步考察了质子给受体间距离的涨落与总反应速率间的关系，此外，我们从理论角度证明了蓝光受体中亮态的质子耦合电子转移反应为协同过程。　　第一章里，我们简单介绍了电荷转移的理论背景，包括Marcus电子转移理论;描述质子转移的多种理论，比如，修正的过渡态理论、量子过渡态理论、混合量子-经典动力学方法;以及质子耦合电子转移的相关理论。在本章最后，我们简要介绍了本论文的主要内容。　　第二章里，我们基于混合量子-经典动力学理论方法，采用与谐振子热库耦合的双势阱模型，研究了二氢叶酸还原酶中氢负离子转移过程核量子效应对反应动力学的影响。我们基于Warshel提出的经验价键方法，通过经典的自由能模拟，构建了氢负离子的双势阱模型。在混合量子-经典动力学模拟中，我们首先计算了质子量子化后振动基态与振动激发态的自由能曲线，从而认识到质子量子化后的转移机理;通过对指前因子的含时动力学的研究，认识到振动基态和振动激发态对反应的贡献;对比氢与氘的含时指前因子，发现了动力学同位素效应主要来自于自由能垒的变化。　　第三章里，我们基于费米黄金规则理论，研究了蓝光受体中亮态的质子耦合电子转移反应的动力学和机理。我们构建出反应物态和产物态的激发态势能面，通过求解其振动能级和振动波函数，得到质子量子化后各振动态间跃迁的热力学和动力学信息。进一步，我们改变质子的给受体间距离，对每一组构型重复相应的计算，最终揭示质子给受体间距离的涨落对总反应速率的影响。通过对质子振动波函数的分析，证明了该PCET反应是协同过程。这一结果从理论角度支持了实验上关于该过程为协同机理的推测。