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米曲霉有球形或近球形的分生孢子（簡稱孢子），黃綠色，孢子直徑一般為4.5-7μm，個別大的可達8-10μm。
米曲霉孢子只要吸收到水分和養料，有空氣和適宜的溫度、濕度，就立刻開始發芽，生出管子一樣的白色菌絲，菌絲會伸展很長，中間有橫隔膜分開形成多細胞，每個細胞內又有幾個細胞核，所以米曲霉的細胞是一種多核的細胞。
環境條件越好越有利于菌絲生長發育。當菌絲生長到一定階段時，部分細胞壁變厚形成足細胞，由此向上長出2mm左右長的分生孢子梗（通常稱直立菌絲），很整齊，形似一層白絨。
分生孢子梗上再生長出膨大的頂囊，近球形，其直徑為40-50μm。
頂囊上會再生出小梗，小梗絕大多數是單層，其大小為(12-15)μmx(3-5)μm，在小梗上再生長出茂密的孢子（分生孢子），在顯微鏡下觀看形似一朵盛開了的菊花，非常美麗。米曲霉從孢子發芽，生長菌絲，薦由菌絲長出分生孢子梗，在分生孢子梗上生長出頂囊，頂囊上再長出小梗，在小梗上長m孢子至老熟，就是一代。一般培養24個小時左右就能生長出孢子，初為嫩黃色，經過2-3天時間逐漸變成黃綠色，衰老時孢子變為褐色。
米曲霉在察氏培養基上菌落形成較快，培養10天后菌落直徑可達5-6cm，質地疏松，初期為嫩黃色，后變為黃綠色直至褐色，反面無色。在黃豆汁培養基上菌落形成更快，培養24個小時左右就能生出孢子，初為嫩黃色，繼而逐漸變成黃綠色，到孢子衰老也只需培養2-3天時間。衰老時，孢子變為褐色。
由此可見米曲霉的形態特征是：米曲霉的基本組成是菌絲（包括氣生菌絲和營養菌絲）和孢子，菌絲中有橫隔膜，每一段就是一個細胞，整個菌絲體由多細胞、多核細胞構造成，曲霉菌絲寬大，一般寬度為3-10μm。
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