代谢是生物必不可少的生理功能，负责维持细胞的生命。因此，代谢过程对基础生物学、生物技术和医学的研究者都是一个重要而有趣的研究课题。代谢通常被定义为一系列生化反应的集合，而所有参与代谢过程的反应又通常被表示成一个网络，即代谢网络。　　 已有的工作表明，模块化是代谢网络的一个重要性质，是生物网络的一个重要的组织原则，且在某种程度上，拓扑模块与功能模块相对应。虽然每个物种都拥有各自独立的代谢网络，但存在某些物种具有相同的子网络。为了提取出所有物种代谢网络所具有的基本结构模块即基元模块，我们提出了一种基于拓扑结构的代谢网络基元模块发现方法，并在此基础上对基元模块的组装模式进行了挖掘。　　 本文利用图论和复杂网络理论的方法，从分析代谢网络的拓扑结构的角度出发，对代谢网络的基元模块及其组装模式进行了研究。完成的主要工作包括:(1)基于KEGG数据库的代谢数据以及图论的相关知识，将代谢网络表示成无向的反应图。(2)利用复杂网络理论的方法，提出了基于拓扑结构的代谢网络基元模块的发现方法，并在利用超几何分布假设检验方法确定模块代谢功能的基础上，分析了基元模块的生物学意义。(3)将物种代谢网络表示成基元模块的集合，利用数据挖掘技术，对基元模块表示的物种代谢网络的组装模式进行了初步挖掘。(4)利用基元模块表示的物种代谢网络，对真核生物、细菌以及古生菌的代谢网络的“核心-外周”组织模式进行了研究，初步发现真核生物和细菌都具有“核心-外周”组织模式，而古生菌物种却不具有这种组织模式。