现代生物信息技术，特别是高通量生物芯片技术的发展，使人类对生物体代谢网络的认识无论是知识量，还是知识的准确性都大大提高了。这就要求从系统角度全面和准确地描述代谢网络。随着系统生物学研究的兴起，采用计算生物学方法研究代谢网络建模，避免传统动力学方法的不足，成为生物代谢研究的热点之一。此类工作对于揭示深层次的代谢机理、生命本质，以及物种进化过程中与环境的相互作用和适应过程都有重要的作用和意义。 本文主要分析了系统生物学方法动态流平衡分析（Dynamic Flux Balance Analysis DFBA）的数学理论基础-动态最优控制理论以及其数值解法，动态流平衡分析强调通过整合已有的生物信息重建生物代谢网络，在此基础上利用化学计量矩阵对整个网络进行动态特性的仿真。然后应用DFBA对大肠杆菌简化代谢网络建模，从系统角度以动态最优控制理论加深对微生物代谢的理解与认识。以大肠杆菌代谢网络为研究对象，对大肠杆菌简化代谢网络建模，初步模拟了大肠杆菌的二次生长现象。结合动力学信息，扩展动态流平衡分析的约束条件，对大肠杆菌中心碳代谢网络建立模型并求解。模拟结果与代谢网络的动态特性趋势相吻合。论文最后讨论了建模过程中遇到的一些问题以及模型将来可能的发展方向。 通过对课题的研究，主要获得以下一些结论：可以对同样的代谢网络可以建立多个合理的动态流平衡模型；复杂的代谢网络中应用动态流平衡分析方法，在仅仅利用化学计量矩阵时，可以获得部分正确的代谢网络动态特性；结合动力学信息和化学计量矩阵信息，可以获得更多正确的代谢网络动态特性。