以蛋白质、酶为基质模拟研究生物矿化的机理不仅具有重要的理论意义，而且对仿生合成出具有优异性能的特殊材料以及防治由异常矿化产生的疾病具有重要的应用前景。 本论文在查阅大量文献基础上首先对生物矿化进行了概述，讲述了生物矿化的研究意义、分类、主要特征和机理；介绍了生物矿化的研究历史及我国目前的研究现状；提出了目前研究存在的问题并叙述了我们的研究动机和研究内容。接着，对原二色谱和傅立叶变换红外光谱在研究蛋白质二级结构中的应用做了概要介绍；最后综述了我们实验中所用蛋白质的结构和功能。 根据蛋白质和酶的组成、结构、生物功能以及可行的实验条件，我们选择了牛血清白蛋白、牛血红蛋白、溶菌酶、胃蛋白酶等作为有机基质，研究了碳酸钙、羟基磷灰石在基质指导下的矿化情况。又采用了与生物大分子具有相似官能团的四种有机高分子聚乙二醇、聚乙烯醇、羟乙基纤维素和聚丙烯酰胺作基质，进行了碳酸钙的仿生合成研究。用圆二色谱(CD)、傅里叶变换红外吸收光谱(FT-IR)等谱学手段对结晶前后的蛋白质和酶溶液进行测定；用X射线粉末衍射(XRD)分析、扫描电子显微镜(SEM)等手段对所得的复合无机盐进行了形貌与结构表征。 结果表明，难溶钙盐结晶在基质的调控下，其晶型和形貌都发生了变化。牛血清白蛋白、牛血红蛋白和胃蛋白酶存在下均生成了球霰石碳酸钙结晶，但是形貌有所差异；而在溶菌酶溶液中所得的结晶为文石晶型。这四种有机基质都可以指导生成HAP结晶，但它们的表面形貌却明显不同，在形态上有很大的区别。聚乙烯醇和聚丙烯酰胺溶液中得到的是方解石，但在形貌上与水中形成的方解石型CaCO3有很大差别，其中在聚丙烯酰胺溶液中得到了形貌十分独特的多孔状CaCO3结晶。在聚乙二醇和羟乙基纤维素溶液中分别生成了文石和球霰石。近一步的研究还发现，在难溶钙盐结晶过程中有机基质与钙盐之间存在着超分子相互作用，不仅基质对钙盐的结晶有诱导作用，同时，在晶体生长过程中，生成的难溶钙盐结晶依靠氢键、范德华力等弱相互作用也对基质进行着影响，从而引起蛋白质(酶)二级结构的变化。 由于我们研究中采用的有机基质与生物体系十分接近，这使得本研究工作对生物矿化模拟研究、无机功能材料、有机复合材料和生物医学材料合成等在理论和实际应用方面都有着重要的意义。本课题得到国家自然科学基金资助(NO.20371016)。