骨骼肌肌球蛋白是肌肉收缩的关键成分，是把贮存在ATP中的化学能转化为机械能的分子马达。分子马达广泛存在于动、植物中，是生物体中多种运动的本质动因。有关分子马达的研究成为生物物理领域的热点问题之一。目前，在众多的分子马达中对骨骼肌肌球蛋白的研究较多，对其结构、工作循环机制及单分子动力学性质进行了探索。同时，对各种生化条件下肌纤维的收缩性质进行了研究。本文拟对肌肉收缩过程中的力与速度关系、肌球蛋白定向运动的能量转换效率问题进行理论研究。全文共分三部分。第一部分，介绍了肌肉收缩的滑行学说、肌球蛋白的结构、肌动球蛋白工作循环的机械化学偶联，综述了肌肉收缩的一些实验研究结果。第二部分，从肌球蛋白工作循环的机械化学偶联模型出发，利用化学动力学方法和生化热力学原理，结合肌球蛋白单分子实验结果，从能量转化的观点给出了Hill特性式，加深了对Hill特性式的理解，在整合肌球蛋白单分子性质与肌肉宏观性质的信息方面做了尝试。第三部分，建立了肌球蛋白随机跃迁的两态模型，利用Fokker-Planck方程及其本征值方法，计算了马达蛋白两态模型的几率流与有效势。定义了有效势的整体倾斜斜率，定性讨论了系统能量转换效率与负荷的关系。