基元模式是分析代谢网络结构和功能的工具。但是一个直接基于基因组的大规模代谢网络的计算目前仍无法实现，这主要是因为组合爆炸导致了计算需要大量时间，并且对计算机内存要求很高。为了能够在系统水平上理解细胞的代谢，更有效的探索基因组信息，我们就需要解决这个问题。 本文首先提出了一种用于计算由基因组数据重组的存在于代谢网络中的基元模式的新方法。该方法从代谢物连接图出发，主要分为四步：（1）用图论分析的方法对代谢网络进行简化，并提出了一种新的定义外部代谢物的方法；（2）把整个代谢网络划分为几个适宜规模的子网络；（3）分别在各个子网络中计算其各自的基元模式；（4）把跨过几个子网络的被切割开的基元模式组合成切割前的存在于整个网络中的基元模式。然后用这个方法计算了肺炎链球菌（Streptococcuspneumoniae）重组代谢网络中的基元模式。在左右子网络中分别得到基元模式180 和 111429 条。在组合了跨过两个子网络的基元模式后，我们得到整个肺炎链球菌代谢网络的基元模式 268343 条。本文分析了酶组，环基元模式，以及途径的冗余性。我们发现产生不同产物的途径的冗余性差别很大。利用不同底物的途径的冗余性差别也很大。利用既可能作为底物也有可能作为产物的代谢物的途径的冗余性差别也很大。尽管到目前为止，已经有不少代谢网络的结构和功能被研究和分析过，但是却没有人研究过不同的基元模式对于一个稳定状态下的代谢通量分布的贡献值。而这些贡献值代表了不同基元模式在一个稳定状态下的代谢通量分布中是否发挥了作用或者发挥了多大的作用。本文也给出了一种方法来确定不同的基元模式对于一个稳定状态下的代谢通量分布的贡献值。