自然界主要有两种构色方式：色素色和结构色。结构色起源于光学尺度的微观结构与光的相互作用,具有若干优于色素色的特征,对动物乃至植物的生存和信息交流有着重要的意义。研究结构色进而仿生自然界微结构,可以为开发新一代光子材料、存储材料以及显示材料提供重要指导作用。本文主要研究了银背大角花金龟Goliathus cacicus鞘翅颜色的结构起源以及雌雄光泽度差异的起源。此外,本文还研究了蚊子翅膀以及天牛Sphingnotus mirabilis鞘翅结构色的起源。本文由四章组成。在第一章中,我们以生物种类为线索,重点介绍了结构色在自然界中的存在形式及其产生机制,最后介绍结构色的生物意义及其仿生应用。在第二章中,我们介绍了研究结构色的实验和理论方法。在结构色研究中我们主要关注样品的光学性质,因此光谱分析手段成为最主要的实验手段。本章详细介绍了角分辨光谱测试系统的搭建原理和步骤；为适应昆虫和鸟类视觉对紫外敏感的需求,我们改进了原有的光路,将光谱的测量范围扩展到了紫外250m,这为结构色生物意义的研究提供了有利条件。在第三章中,我们研究了银背大角花金龟Goliathus cacicus的鞘翅结构色及光泽度的产生机理。银背大角花金龟鞘翅的结构色来源于覆盖鞘翅的鳞片,该鳞片具有管状结构。在结构色的研究中,对于管状结构光学性质的研究还比较少。关于甲虫光泽度的讨论也非常少,而光泽度可能作为生物通信的信号或者用来表征个体条件的优劣。本章通过镜面反射光谱、偏振光谱、散射光谱的测量,并结合其他实验手段,研究了银背大角花金龟鞘翅上鳞片的光学性质,并讨论了雌雄银背大角花金龟光泽度差异性的起源。在第四章中,我们研究了日常生活常见的蚊子,发现其翅膀具有多种颜色,这些颜色来源于翅膀所具有的单层膜,膜厚度的不均匀导致了翅膀的五颜六色。此外,我们还发现天牛Sphingnotus mirabilis的鞘翅上覆盖了鳞片,鳞片的结构呈分相结构。天牛Sphingnotus mirabilis鞘翅的颜色正是来源于这些微结构与光的作用。