A fermentação abe (acetona-butanol-etanol) da clostridium acetobutylicum atcc 824, muito usada industrialmente até 1940, é um dos mais importantes bioprocessos industriais. recentemente, o interesse nesse processo foi retomado devido à necessidade de substituir fontes combustíveis fósseis por vetores energéticos renováveis, principalmente biohidrogênio e biobutanol. o objetivo desta tese é contribuir para uma melhor compreensão dos problemas associados com a detecção precoce e monitoramento das mudanças fisiológicas da c. acetobutylicum atcc 824 em fermentações tipo batelada. pretende-se também refinar o entendimento desse comportamento variável utilizando a informação genômica disponível desta bactéria e assim contribuir para mostrar como algumas ferramentas da engenharia genômica podem incorporar novas informações aos métodos tradicionais de monitoramento de bioprocessos. é proposta a incorporação em três diferentes níveis, a saber: (i) nível genômico, (ii) nível metabólico e (iii) nível fenotípico. no nível genômico, a presente pesquisa detectou que existem seis regiões de alta similaridade, nas quais foram identificados 15 genes já mapeados. o gene rpob foi identificado como um forte candidato a marcador molecular de variabilidade fenotípica. foi proposta uma relação entre a regulação da transcrição do gene rpob e o ph do meio de cultura. no nível metabólico, dois modelos metabólicos foram desenvolvidos, um modelo simplificado de 20 reações e um modelo genômico completo de 502 reações. foi detectado que o modelo simplificado era mais adequado para detectar as mudanças fenotípicas da bactéria. foi criado um modelo simplificado protonado que integra informações do ph do meio de cultura. no nível fenotípico, a técnica de coloração de gram mostrou-se eficiente na detecção precoce das mudanças fisiológicas da c. acetobutylicum. foi demonstrada uma correlação entre os dados de fermentação e mudanças fisiológicas da parede celular da bactéria. sugere-se, portanto, um novo método de detecção precoce e monitoramento do estado fisiológico da c. acetobutylicum atcc 824 (e outras espécies de clostridium) utilizando técnicas de coloração de gram para determinar o estado fisiológico no qual a bactéria se encontra, e quais os principais produtos metabólicos da sua fermentação.