本论文以淡水鲤鱼的星耳石和微耳石为研究模型和实验材料，对鱼耳石无机晶体的晶型、形貌和尺寸进行分析，提出了星耳石的分级结构。对两种耳石有机基质的组成和结构进行了化学和生物学的分析，并在后续的体外矿化实验中综合讨论了不同有机基质和矿化溶液微环境变化对于碳酸钙结晶的影响。在有机基质的提取过程中，根据溶解性的不同对有机基质进行分类，在体外矿化实验中研究了星耳石和微耳石的水可溶有机基质和酸可溶有机基质的作用，发现前者对于碳酸钙的晶型具有调控作用，而后者对晶体的形貌和尺寸有影响。通过改变矿化溶液的温度、pH值、镁离子浓度等条件，发现晶体形成过程中微环境变化对于结晶也有很大影响。两种耳石的水可溶有机基质对温度和酸碱度耐受性都较好，通过改变不同矿化条件可以制备出具有不同晶型和形貌的碳酸钙晶体。通过对鲤鱼耳石从多个角度进行研究，逐步深入地分析了耳石的组成，无机晶体的结构和组装方式，通过纳米压痕和微米硬度实验比较研究了不同晶型的碳酸钙晶体构成的天然生物矿物的力学性质（硬度、模量和蠕变程度）差异，结合晶体的结构和离子的堆积方式，分析了材料微观结构与宏观力学性能之间的关系。分析了微米硬度试验的压痕产生裂纹的延伸方向与鱼耳石分析结构的畴结构/轮纹结构之间的关系。通过对淡水三角帆蚌的珍珠囊组织和外套膜组织进行体外培养，研究组织、细胞和蛋白质对于碳酸钙矿化的影响。外套膜组织能够分泌上皮细胞，珍珠囊组织主要分泌大圆细胞和小圆细胞，并且外套膜组织的细胞迁出和增殖速度高于珍珠囊组织。珍珠囊组织的实验组中晶体生长较外套膜组织和对照组略快，推测可能能够分泌更多具有较强晶体诱导作用的蛋白质。在培养过程中，发现添加了淡水三角帆蚌组织的实验组中的碳酸钙晶体与未添加组织的对照组晶体的晶型和形貌有很大差别。在实验组中，我们观察记录了一种特殊的花状文石晶体的结晶过程，并且在这种晶体的形成初期，我们发现无定形碳酸钙可以稳定存在一段时间并逐渐转变为文石晶体。在对照组中，棒状方解石晶体的生长过程亦被记录。