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米曲霉有球形或近球形的分生孢子（简称孢子），黄绿色，孢子直径一般为4.5-7μm，个别大的可达8-10μm。
米曲霉孢子只要吸收到水分和养料，有空气和适宜的温度、湿度，就立刻开始发芽，生出管子一样的白色菌丝，菌丝会伸展很长，中间有横隔膜分开形成多细胞，每个细胞内又有几个细胞核，所以米曲霉的细胞是一种多核的细胞。
环境条件越好越有利于菌丝生长发育。当菌丝生长到一定阶段时，部分细胞壁变厚形成足细胞，由此向上长出2mm左右长的分生孢子梗（通常称直立菌丝），很整齐，形似一层白绒。
分生孢子梗上再生长出膨大的顶囊，近球形，其直径为40-50μm。
顶囊上会再生出小梗，小梗绝大多数是单层，其大小为(12-15)μmx(3-5)μm，在小梗上再生长出茂密的孢子（分生孢子），在显微镜下观看形似一朵盛开了的菊花，非常美丽。米曲霉从孢子发芽，生长菌丝，荐由菌丝长出分生孢子梗，在分生孢子梗上生长出顶囊，顶囊上再长出小梗，在小梗上长m孢子至老熟，就是一代。一般培养24个小时左右就能生长出孢子，初为嫩黄色，经过2-3天时间逐渐变成黄绿色，衰老时孢子变为褐色。
米曲霉在察氏培养基上菌落形成较快，培养10天后菌落直径可达5-6cm，质地疏松，初期为嫩黄色，后变为黄绿色直至褐色，反面无色。在黄豆汁培养基上菌落形成更快，培养24个小时左右就能生出孢子，初为嫩黄色，继而逐渐变成黄绿色，到孢子衰老也只需培养2-3天时间。衰老时，孢子变为褐色。
由此可见米曲霉的形态特征是：米曲霉的基本组成是菌丝（包括气生菌丝和营养菌丝）和孢子，菌丝中有横隔膜，每一段就是一个细胞，整个菌丝体由多细胞、多核细胞构造成，曲霉菌丝宽大，一般宽度为3-10μm。
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