本文采用密度泛函（DFT）和多元线性回归分析方法（MLR）,对异噻唑啉酮和吲哚两大类四个系列的化合物进行了量子化学和定量构效关系研究（QSAR）。其中,异噻唑啉酮类化合物包括两个系列:第一系列为29种2-取代-3-异噻唑啉酮,第二系列为27种2-（取代-苯基）-3-异噻唑啉酮;吲哚类化合物也包括两个系列:第一系列为13种吲哚-3-甲醛类化合物,第二系列为6种芦竹碱类化合物。对上述75种化合物分别从平衡几何构型、前线轨道组成和电荷布居分析三方面探讨了它们的结构与生物活性之间的关系,建立了拟合和预报能力均较好的一系列QSAR模型,并对异噻唑啉酮类第一系列化合物进行了新分子的设计和活性预测。本文的研究结果如下:（1） 2-取代-3-异噻唑啉酮化合物:S（1）、N（2）原子是本系列化合物与受体作用的主要活性位点,且5位Cl取代的化合物抗菌活性较高,取代基R1的净电荷之和（QR₁）,C（5）原子的亲核前线电子密度( f_C（5）^N),芳香环上的卤原子个数（ nArX ）,辛醇-水分配系数（LogP ）和分子中六元环的个数（ nR 06）是影响该系列化合物抗菌活性的主要因素,依据模型设计的8种新型化合物中有6种化合物的预测活性较高;（2） 2-（取代-苯基）-3-异噻唑啉酮化合物:异噻唑啉酮环是该系列化合物的主要活性部位且LUMO轨道的组成决定化合物的生物活性,QSAR模型表明苯环邻位上的取代基（ R1 ）、苯环上烷氧取代基的个数（nArOR）、化合物的偶极-偶极能（ Ed ）和苯环上各原子的电荷分布尤其是C（7）原子上的电荷分布（ QC （7））是影响本系列化合物生物活性的主要因素;（3）吲哚-3-甲醛类化合物:吡咯环的右半部分、醛基和C（7）原子是本系列化合物的活性部位,N（1）-C（2）键长( L_{1 ,2})、C（3）-C（10）键级( BO_{3 ,10})和N（1）原子的亲电前线电子密度（ f NE（1））是影响化合物防污活性的重要因素,另外,2位存在溴取代,有较大的辛醇-水分配系数（LogP ）均会使化合物的防污活性提高;（4）芦竹碱类化合物:本组分子的防污活性由HOMO轨道的能量决定,并且辛醇-水分配系数（LogP ）是影响化合物活性的关键因素,适当增大LogP的值会增强本系列化合物的防污活性。