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细菌可以按照由光学显微镜观察到的形态和聚集方式分类。
细菌的结构简单，几乎所有细菌按照上述标准都可以被归入球菌、杆菌与螺旋菌或弧菌[a]之列。其中，杆菌最为常见，球菌次之[1]。细菌还有其它形形色色的形态——比如说螺旋菌的螺旋形（spirochetes）、弧形菌的弧形、球杆菌的球杆形，甚至正方形（比如说一种名为“Haloquadratum”的古细菌就是这种形状）[2]。德国生物学家费迪南德·科恩是进行细菌形态分类的先驱之一。[3][4]
球菌（学名：coccus，来自拉丁语单词“coccinus”（猩红色）和希腊语单词“kokkos”（莓））系一种外形为球形或接近球形的微生物[5]。球菌以典型的二分裂方式增殖，分裂后新产生的球菌常常保持一定的空间排列方式。根据其细菌的分裂方向和分裂后的排布方式，可将其分为单球菌、双球菌、链球菌、葡萄球菌、四联球菌、八叠球菌等[2]。
- 单球菌：分裂后产生的子代细菌单独分散存在。尿素微球菌（Micrococcus ureae）即为单球菌。
- 双球菌：分裂后两个球菌成对存在。肺炎双球菌即系一种典型的双球菌。
- 链球菌：分裂沿着同一平面进行，分裂后的细菌呈链状排列。乳链球菌（Streptococcus lactis）即为链球菌的一员。
- 四联球菌：细菌沿着两个互相垂直的平面分裂，分裂后的细菌四个一组，按“田”字形排列。比如四联微球菌（Micrococcus tetragenus）。
- 八叠球菌：这种细菌沿着三个互相垂直的平面进行分裂。分裂后细菌八个一组联在一起呈立方体形。比如尿素八叠球菌（Sarcina ureae）。
- 葡萄球菌：分裂面不规则，多个球菌排列在一起，呈葡萄形。典型的例子有金黄葡萄球菌。
一些常见的人类疾病的元凶即为葡萄球菌。比如说，部分食物中毒、尿路感染、中毒性休克综合征、淋病，以及部分脑膜炎、咽喉感染、肺炎 和鼻窦炎均是由葡萄球菌引起[7]。
杆菌（学名：Bacillus）系外形呈杆状的细菌。杆菌的种类在细菌家族中最为多，菌体细胞的长短、粗细等都随菌种的不同而有所变化。杆菌的形态包括短杆状、棒状、纺锤状、月形、梭状、分枝状、竹节状等。排列方式则包括链形、栅形、“八”字形及有鞘衣的丝形等。寄生在人肠道内的大肠杆菌即为一种杆菌[2]。
螺旋菌（学名：Spirillum)是杆状的细菌的统称，一般呈分散排布。螺旋超过一周的螺旋菌被成为螺旋菌，而不满一周的则被称为弧菌。另外，有鞭毛、体大而柔软、螺旋超过6周的细菌被称为螺旋体（Spirochaeta） [8][9][2][1]。
球杆菌（英语：coccobacillus 复数时：coccobacilli）是一种形状介于球菌、杆菌之间的微生物。它的形状是非常短的杆形，因而常常被误认为球菌。流感嗜血杆菌，阴道加德纳菌和沙眼衣原体均为球杆菌[10]。
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