以磷酸戊糖为主要中间产物的己糖生物氧化过程，亦称磷酸己糖支路。是植物体除糖酵解—三羧酸循环外的另一条糖类需氧降解途径，通过磷酸戊糖途径，由葡萄糖磷酸化生成的葡萄糖-6-磷酸完全降解为二氧化碳，同时将氧化态三磷酸吡啶核苷酸（NADP）还原为还原态三磷酸吡啶核苷酸（NADPH）。该途径在细胞溶质中进行，若干中间产物亦是卡尔文循环的成员。

磷酸戊糖途径

磷酸戊糖途径由氧化阶段和非氧化阶段组成（图1）。磷酸戊糖途径的第一步是葡萄糖-6-磷酸在葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的催化下氧化为6-磷酸-D-葡萄糖酸-3-内酯，同时产生1分子NADPH。6-磷酸-D-葡萄糖酸-δ-内酯可自动水解或经内酯酶催化转变为6-磷酸-葡萄糖酸。6-磷酸-葡萄糖酸再生磷酸葡萄糖酸脱氢酶的催化下脱氢。脱羧，产生1分子D-核酮糖-5-磷酸。1分子NADPH和1分子CO₂。以上为磷酸戊糖途径的氧化阶段。其总反应为：

葡萄糖-6-磷酸+2NADP⁺+H₂O→D-核酮糖-5-磷酸+CO₂+2NADPH+2H⁺

从核酮糖-5-磷酸开始，进入磷酸戊糖途径的非氧化阶段。转酮酶从木酮糖-5-磷酸携带一个羟基乙醛基转移至核酮糖-5-磷酸上形成1分子景天庚酮糖-7-磷酸和1分子甘油醛-3-磷酸。经过转醛酶的催化使上述七碳糖和三碳糖转变成1分子六碳糖和1分子四碳糖。在磷酸戊糖途径的非氧化阶段中，通过转酮酶和转醛酶的作用以及糖酵解途径中某些酶的作用，三、四、五、六、七碳糖进行相互转化。总反应为：

3D-核酮糖-5-磷酸→甘油醛-3-磷酸+2果糖-6-磷酸

因此，磷酸戊糖途径是6分子的葡萄糖-6-磷酸先被氧化成6分子核酮糖-5-磷酸和6分子CO₂；而6分子的核酮糖-5-磷酸又转变成5分子葡萄糖-6-磷酸。整个反应可用下式表示：

6葡萄糖-6-磷酸+12NADP⁺+5葡萄糖-6-磷酸+6CO₂+12NADPH+12H⁺+Pi，净结果为：

6葡萄糖-6-磷酸+12NADP⁺→6CO₂+12NADPH+12H⁺+Pi

即通过磷酸戊糖途径可使葡萄糖-6-磷酸完全氧化为CO₂。

上述的非氧化阶段模式，自霍雷克于1954年提出后，已被普遍接受。但这个模式与某些同位素示踪试验结果不一致，亦为人所共知。1978年J.F.威廉斯等提出了一个新的非氧化阶段模式（图2）。他们用鼠肝提取物为试验材料，发现了磷酸戊糖途径的另外5种中间产物，即D-甘露庚酮糖-7-磷酸，D-阿卓庚酮糖-1，7-二磷酸，D-甘油-D-艾杜辛酮糖-1，8-二磷酸，D-甘油-D-阿卓-辛酮糖-1，8-二磷酸和D-阿拉伯糖。鉴定出能催化D-阿拉伯糖-5-磷酸与D-核糖-5-磷酸互变的一种新酶磷酸阿拉伯糖-2-表异构酶。与老模式相比，新模式无转醛醇酶而需要更高的醛缩酶活性，新模式在植物中的意义尚缺少评价，但是植物光合碳同化中的吉伯氏效应（¹⁴C在磷酸葡萄糖和淀粉的葡萄糖分子中的不对称标记）可用新模式进行解释。完全接受新模式虽然还需更多的证据，但将非氧化阶段看作是转变3分子磷酸戊糖为1分子磷酸丙糖和2分子磷酸己糖的一个固定机制显然是不正确的。非氧化阶段存在一个有多种可能的反应网络，可因组织或组织生理状态的不同而变化其反应重点。

图2 磷酸戊糖途径非氧化阶段的新模式

已知磷酸戊糖途径和糖酵解均在细胞质中进行，葡萄糖-6-磷酸的降解途径，除取决于各种酶类的浓度和活性的大小外，还受细胞中氧化态二磷酸吡啶核苷酸（NAD）和NADP之比的控制。因为糖酵解——三羧酸循环需要NAD，而磷酸戊糖途径必须利用NADP。如果NADP的浓度大于NAD的浓度，则磷酸戊糖途径占主要地位；反之则以糖酵解——三羧酸循环为主。影响NAD与NADP浓度比的因素很多，如氧浓度高时，NADH被线粒体氧化的速度较快，而NADPH被细胞色素系统氧化的速度较慢，因此不利于磷酸戊糖途径。再如，某些需要消耗NADPH的合成反应的增强，会使NADP浓度提高，从而有利于磷酸戊糖途径。

磷酸戊糖途径的生理意义主要有下列4方面：①产生的NADPH是许多生物合成反应中的专一性电子供体。如脂肪酸和甾醇的合成必须供以NADPH。②某些中间产物是重要的生物合成原料。如核酮糖-5-磷酸是合成核酸的原料；赤藓糖-4-磷酸是合成木质素和其它芳香族化合物的原料。③NADPH通过转氢酶系统或NADPH—细胞色素C还原酶的作用可以重新氧化产生能量。虽然磷酸戊糖途径运转的主要目的不是为了产生能量。④与植物的抗病性有关。植物罹病后磷酸戊糖途径明显增强。已知许多抗病物质属于酚类化合物，这些物质的合成需要磷酸戊糖途径的中间产物赤藓糖-4-磷酸为原料。此外，与抗病性有关的酚氧化酶及抗坏血酸氧化酶与磷酸戊糖途径产生的NADPH有关。