本文分两部分.第一部分,我们将最近由S-J.Chen和K.A.Dill提出的具有双链构象的高分子,比如单链(脱氧)核糖核酸RNA(DNA),蛋白质中的β折迭的统计热力学理论推广到受外力拉伸的情况.我们考察了两类构象——发夹构象和RNA二级结构构象.我们发现具有这两类构象的均匀链状分子对外力的响应完全不同:发夹构象分子的去折叠是两态转变,而二级结构构象分子的去折叠是单态转变.除此之外,我们在发夹构象分子中观察到了的再入转变.为解释为什么在力场作用下发夹构象分子会产生有趣的两态和再入转变,我们给出了一个简单的半定量物理模型.第二部分,我们用生物膜形状理论唯象地研究了经过生物分子吸附或生化反应的微悬臂的纳米级力学弯曲.与以前认为的熵控弯曲机制不同,我们提出是柔电效应导致了悬臂弯曲.通过唯象引入柔电系数和高分子刷理论的应用,我们成功地得到了一个简单的悬臂弯曲和生物特征和环境条件,比如分子尺寸和盐浓度的解析公式.我们发现偏折的变化并非是核苷酸数目的线性函数:当探针分子的核苷酸数目较小时,偏折与数目平方成正比;但当核苷酸数目大于偏折长度N<,c>时,悬臂偏折趋向于常数△z<,0>,即基于微悬臂弯曲程度来分辨ssDNA探针分子的长度方法可能存在应用上限.在0.1M的PB溶液中,我们计算得到N<,c>≈14,△z<,0>≈35nm.我们的模型预言了实验还未观察的现象:当核苷酸数目小于5的靶单链脱氧核糖核酸与20长度的探针单链脱氧核糖核酸发生杂交反应时,悬臂仍然向下偏折.