自1962年Eley和Spivey提出DNA可能具有传导电子的能力以来，DNA内在的电荷输运特性已经引起了各国研究小组的广泛关注，并成为多学科交叉领域的研究热点。这是由于以下几点因素。第一点，DNA分子在纳米电子学领域具有潜在的应用价值。直接的实验测量表明:在室温下，DNA分子有可能用来制备场效应晶体管。同时，理论工作者也提出了DNA作为分子器件的实验装置。第二点，了解DNA的内在电荷传递特性有助于了解DNA的氧化损伤修复过程、DNA与蛋白质的相互作用过程，有助于在基因水平了解某些疾病的致病机理。第三点，由于人类和其他生物染色体序列的复杂性，了解这些DNA序列的电荷输运特性将能进一步完善我们对低维系统电子特性的认识。在本论文中，我们主要做了如下几点工作。一、研究了不同DNA链的电荷输运性质，并给出DNA具有不同输运行为的理论解释。二、研究了第22条染色体序列的统计特性。三、研究了G4-DNA的电荷输运特性。　　在第一章中，我们首先介绍了DNA的化学组成、空间结构和应用价值。DNA是由腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶等四种碱基构成的、具有双螺旋结构的、并携带遗传信息的生物大分子。接着介绍了低维无序系统的电子局域化理论。最后介绍了本文所用到的一些数值计算方法，包括矩阵的对角化和转移矩阵方法，并解析地给出了一维紧束缚模型下的透射系数公式。　　在第二章中，我们首先介绍了DNA的实验研究进展和理论研究方法。实验研究结果表明，DNA可能为绝缘体、半导体、导体、甚至超导体。接着研究了链间耦合参数对poly(G)-poly(C)分子输运性能的影响。结果表明，通过调节链间耦合参数，poly(G)-poly(C)分子会发生半导体-金属转变。最后研究了环境因素引起的骨架无序对DNA输运性能的影响。我们计算了不同DNA序列的Lyapunov系数和电流—电压特性曲线。结果表明，当环境引起的无序超过某个临界值时，骨架无序会增强DNA的电荷输运能力，并进一步导致半导体—金属转变。　　在第三章中，我们主要研究了第22条染色体中DNA序列的统计特性，并与无序的DNA序列进行了比较。我们计算了如下一些统计参量，包括Hurst指数、Lyapunov系数分布、中心矩和标度参数。结果表明:卫星DNA片段的存在使得第22条染色体中DNA序列的Lyapunov系数分布呈现非高斯型的;由于卫星DNA片段的存在，序列的长程关联性和碱基配对关联，单参数标度假设在第22条染色体序列中是不成立的。　　在第四章中，我们首先研究了分子—电极界面接触和非对角无序对G4-DNA电荷输运性能的影响。基于紧束缚哈密顿量，我们计算了G4-DNA的透射系数和局域化长度。结果表明，当界面耦合强度超过某个临界值时，平均透射系数随着耦合参数的增加而减少。同时，我们找到了一个最优的界面构型使得G4-DNA的透射系数达到最大。相对于双螺旋DNA，G4-DNA的导电性能更好。接着研究了骨架对G4-DNA输运性能的影响。结果表明，骨架与碱基间的杂化效应及在位能差异使得G4-DNA的能普中出现一个能隙。另外，通过在骨架位置引入不同类型的无序，我们研究了环境因素对G4-DNA输运性能的影响。结果表明，当环境引起的无序足够大时，G4-DNA的局域化长度将随着骨架无序度的增加而增大。对于纳米级的G4-DNA分子，该系统存在无序引起的半导体—金属转变。骨架无序较弱时，G4-DNA呈现出半导体行为;骨架无序度超过某个临界值时，G4-DNA呈现出导体行为。