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第一章
细胞构成生物体
第一节
人类认识细胞的历程
沪科版
高中生物
学习目标：
简述人类认识细胞的主要历程及细胞学说的建立过程。
1.文化基础：细胞学说建立过程。
2.自主发展：通过学习细胞学说的建立，体验归纳与概括的科学思维方法。
3.社会参与：认同科学发现是一个长期的进程，加深对科学研究过程和本质的理解。
一滴水放大1000倍后看到什么
课题研究
1.提出问题
从一滴水中你发现什么的生命世界？
2.制定并实施研究计划
（1）怎样采集水样？
一、发现一滴水的世界
预测：查阅资料，预测不同水体中可能有的不同生物。
研究小组共同商定采集水样的时间和场所。
鱼缸、池塘、河流、湖泊、海洋
（2）怎样观察水样？
◆用___________吸取少量水样，滴一滴在____________上，然后盖上盖玻片。
◆
依次使用显微镜的_______________和高倍镜观察装片，仔细辨认视野中的各种生物，并绘制简图或拍摄显微照片。
滴管
◆
如果水样中的生物过少，可以使用________________将水样离心处理，用______________制作装片。在载玻片上的水滴中加少许_____________，能够减缓视野中生物的运动速度。
载玻片
低倍镜
离心机
底层液
棉纤维
(3)怎么分析结果？
◆描述视野中各种生物的特征。
◆查阅资料，咨询老师或专家，将这些生物大致归类。
(4)成果交流
提示：五彩斑斓的水生生物：
衣藻：藻体为单细胞,球形或卵形,前端有两条等长的鞭毛,能游动；
草履虫：形态像一个倒置的草鞋底，表膜上长有很多纤毛等。
提示：真核生物、原核生物
①展示并交流各种生物的结构简图或显微照片，尝试说出所观察水样中存在的生物类别以及判断依据。
②比较不同水体中的生物，说明它们在形态和结构上的异同点。
提示：水中常见的微生物有细菌、真菌、噬菌体、病毒、原生动物、藻类等
提示：不同水体营养成分不同，生活类别有所却别。
③比较各组观察到的生物种类和数量，结合采集水样的场所，尝试分析水生生物与其生活环境的关系。
提示：1.非生物因素对生物的影响:非生物因素包括:阳光、空气、水分、上壤、温度、湿度等多种因素，它们对生物的形态、生理和分布产生着影响。2.生物因素对生物的影响:生物因素是指影响某种生物生活的其他生物。自然界中的每一种生物，都受到周围其他生物的影响,包括捕食、寄生、共生、竞争、合作等关系。
二、细胞的发现
每一个生物科学问题的答案都必须在细胞中寻找。
——美国细胞生物学家威尔逊
绝大部分动植物细胞的直径都不足______________，是人类肉眼无法看到的。在__________________发明之前，人类对细胞这个微观的生命世界一无所知。
100μm
显微技术
(1)
1604年，荷兰人___________________________把两块_____________安装在一个适当长度的长管两端，制成了世界上第一台_____________。这台显微镜能将物体放大_____________倍，可以观察一些小昆虫的整体形态，又被称为"跳蚤镜"。但詹森的发明并没有引起世人的重视。
詹森（Z.Jansen）
凸透镜
显微镜
10~30
(2)半个多世纪后，英国物理学家_____________________制造的显微镜，放大倍数达到了_______________倍。1665年，他在观察软木切片后写道∶"能非常清楚地看到软木片充满了空洞，是一个多孔的结构，形如蜂房……."软木片中除了围绕空洞的四壁之外，几乎什么物质都没有，他就把发现的这种"小空洞"命名为_____________，并把观察结果发表在_________________一书中。
胡克（R.Hooke）
"cell"
《显微图谱》
40~140
(3)
1674年，荷兰生物学家列文____________________________________用自己制作的放大倍数近____________倍的显微镜，观察了池塘水中的原生生物、牙垢中的细菌、鲑鱼的红细胞以及人和哺乳动物的精子等。他看到了别人从未见识过的奇妙的微观世界。
虎克（A.Leeuwenhoek）
300
思考与讨论
1.詹森发明的显微镜并没有观察到细胞，你认为他的贡献是什么？
2.胡克观察到的“小空洞”是真正的细胞吗？为什么？
提示：开辟了通过显微镜观察生物体细微结构的新道路。
提示：不是,胡克观察的是软木薄片，是类似家中酒瓶塞子的材料.其中细胞因为长时间放置脱水,已经死亡，细胞次生壁积累了大量纤维素,难以被自然分解,透光性也差，所以看到小空洞。严格来说，是选材不当导致了他没能看到活细胞,但是很明显他的显微镜分辨率已经到达了看到细胞外形的程度,这在当时已经是不小的成就了。
3.在当时的情境下，列文虎克的观察具有什么重要意义？
提示：列文虎克发明的显微镜由于具有放大倍数高的特点，因而他所发现的细胞种类和数量多，而且这些细胞都属于活细胞，从而开创了细胞研究的新领域。
三、细胞学说的创立
对多种_________________做了详尽的研究，逐渐认识到不同的_________________虽然形态各异，却具有共同的______________________。
19
世纪
30年代，_______________制作技术有了明显的改进，分辨率达到______________，同时由于________________的发明和使用，人们才逐渐了解了细胞的__________________，对细胞的认识日渐丰富。
显微镜
1μm
切片机
内部结构
1.1838年，德国植物学家施莱登（M.Schleiden）
植物组织
细胞
基本结构
2.1839年，德国动物学家施旺（T.Schwann）
通过对前人和自己工作的总结，利用_________________的方法，施莱登提出了所有植物体都由细胞构成的推论。
科学归纳
观察到多种________________也是由具有共同基本结构的_____________构成的。
动物体
细胞
运用___________________的方法，推断所有的动物体应该都是由______________构成的，并正式提出了____________________（cell
theory）。
类比推理
细胞
细胞学说
在阐述新细胞产生方式时，他们认为新细胞是从________________中长出的，或者新细胞是在_________________________中像结晶那样产生的。
老细胞核
老细胞的细胞质
3.瑞士植物学家内格里（K.Nageli）（1817年3月27日－1891年5月11日）
利用_____________观察了多种植物分生区，发现了植物细胞的_______________。
显微镜
分裂
一切动物和植物都是由__________________细胞构成的，细胞是生物体_______________________的基本单位，所有的细胞都是已存在的细胞通过_________________产生的
4.德国病理学家菲尔绍（R.Virchow）(1821－1902)
1858年，确认_______________来自已存在的细胞，并总结出"细胞通过____________产生新细胞"。
新细胞
分裂
5.细胞学说的主要内容
一个或多个
结构和功能
分裂
6.细胞学说的意义
①细胞学说提出和完善过程，证明了科学工作依赖于________________，科学知识可能随着研究的深入而不断改变。
观察和推论
②细胞学说揭示了整个生物界在结构上的________________，使丰富多彩的生物界在"细胞"这个结构基础上统一起来。
统一性
③细胞学说还使人们第一次认识到人类本身与其他动植物甚至那些毫不起眼的微小生物都具有_______________________，揭示了不同生物间存在着一定的__________________。
共同的基本结构
亲缘关系
⑥对细胞结构的了解是一切生命科学、医学及其各个分支学科不可缺少的认知基础。
④细胞学说从根本上动摇了______________。为生物具有______________的进化思想提供了极为重要的理论支持，是20年后诞生的___________进化论的重要理论基础之一。
⑤细胞学说与进化论、能量守恒和转化定律一起，被恩格斯誉为"19世纪自然科学的三大发现"。
神创论
共同起源
达尔文
阅读空间
电子显微镜的发展
简称电镜，英文名Electron
Microscope（简称EM），经过五十多年的发展已成为现代科学技术中不可缺少的重要工具。电子显微镜由镜筒、______________和电源柜三部分组成。
电子显微镜技术的应用是建立在光学显微镜的基础之上的，光学显微镜的分辨率为_____________，透射电子显微镜的分辨率为____________，也就是说透射电子显微镜在光学显微镜的基础上放大了___________倍。
真空装置
0.2μm
0.2nm
1000
四、细胞生物学研究进展
1.细胞水平
通过在光学显微镜下对细胞形态进行_____________________。
观察和描述
2.亚细胞水平
进入20世纪以来，随着______________的改进、_______________技术的发展、____________________的应用，特别是___________________与超薄切片技术的结合等，让人们观察到了更加复杂精细的细胞结构
染色方法
高速离心
放射性同位素
电子显微镜
3.分子水平
从1953年开始，以__________________________模型的建构为标志，人们开始致力于在分子水平上探讨细胞的奥秘，并取得一系列卓越的成就，强有力地推动了对细胞结构和功能以及生命本质的研究进展。
DNA
双螺旋结构
五、学业检测与巩固练习
1.人类对细胞的研究已有
300
多年的历史了。"细胞"这个词在当下早已广为人知。结合所学知识，尝试回答下列问题∶
（1）在人类历史上，________是第一个发现活细胞的人，他在观察记录中曾经写道∶"一滴水中的小生物要比全荷兰的人还多出许多倍……"你认为他的这句话想说明什么问题?
（2）目前，人们主要从细胞、亚细胞和分子水平3个层次上研究细胞的结构、功能和生命活动规律。你认为影响人们未来生活的生物学研究主要集中在哪个层次?请举例说明。
（3）"细胞"一词常被引申到非生物学科的语境，例如，"青年之于社会，犹新鲜活泼细胞之在人身""家庭是社会的细胞""这孩子真有艺术细胞"等。请对上述类比作出评价。
提示：
(1)荷兰生物学家列文虎克。说明一滴水中生物个体多。
(2)分子水平。细胞的生命活动发生在各级结构水平上，其中有许多活动是大分子所具有的属性，分子生物学的许多成就，如DNA双螺旋模型的提出，基因的核苷酸序列分析，酶分子活性基团的定位等都是从分子水平.上去揭示生命活动现象的本质，分子水平的生物学研究推动着细胞生物学向着更深层次发展。
(3)
此处是演绎细胞乃“基本单位”的意思，也是人们在理解了细胞是生物体的结构和功能单位之后，借用“细胞”一词用在社会及其他领域来做比喻。
2.施莱登和施旺创立的细胞学说将当时人们所熟知
的生命世界统一起来，随着研究的进一步深入，细胞学说也在不断地修正和完善。
（1）从现在的生物学观点来看，施莱登和施旺创立的细胞学说能说明的问题是（
）
A.
所有的生物都由细胞构成
B.
所有的动物和植物都由细胞构成
C.构成动物和植物的细胞具有相同的结构D.细胞的结构基础是各种分子（2）1899年，人类认知并命名了第一种病毒——烟草花叶病毒，后来陆续发现了近
5000种病毒。它们不具备细胞结构，仅由核酸和蛋白质外壳构成。它们缺少进行自主代谢的完整机制，单独存在时不能繁殖，也没有生命活动，只能寄生在细胞内。病毒的发现是否推翻了细胞学说中"细胞是生物体结构和功能的基本单位"的观点?为什么?
（3）细胞学说是自然科学史上的一座丰碑，被恩格斯誉为19世纪自然科学的三大发现之一。细胞学说为什么具有如此重大的意义?
B
提示：
(1)
B。
(2)否。因为病毒不具备细胞结构，缺少进行自主代谢的完整机制，单独存在时不能繁殖，也没有生命活动，它必须寄生在细胞内才能完成繁殖。因此，病毒的发现为“细胞是生物体结构和功能的基本单位”提供了进一步的论据。
(3)细胞学说论证了整个生物界在结构上的统一性，以及在进化上的共同起源。这一学说的建
立推动了生物学的发展，并为辩证唯物论提供了重要的自然科学依据。
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《人类认识细胞的历程》教学设计
课题
第一节
人类认识细胞的历程
单元
第一章
学科
生物
年级
高一
学习目标与核心素养
学习目标：简述人类认识细胞的主要历程及细胞学说的建立过程。1.文化基础：细胞学说建立过程。2.自主发展：通过学习细胞学说的建立，体验归纳与概括的科学思维方法。3.社会参与：认同科学发现是一个长期的进程，加深对科学研究过程和本质的理解。
重点
简述人类认识细胞的主要历程及细胞学说的建立过程。
难点
通过学习细胞学说的建立，体验归纳与概括的科学思维方法。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
播放视频《一滴水放大1000倍后看到什么》
课前查阅资料，观看视频，了解一滴水生存的水生生物，感受生物的多样性。
联系简单生活实例，激发学生的学习兴趣，感受生命的存在和生存的奥秘。
讲授新课
波澜不惊的湖泊、清澈见底的小溪、水草丛生的池塘、浩瀚无边的大海……形式多样的水体是水生生物的生活环境。一、发现一滴水的世界课题研究1.提出问题从一滴水中你发现什么的生命世界？2.制定并实施研究计划（1）怎样采集水样？预测：查阅资料，预测不同水体中可能有的不同生物。研究小组共同商定采集水样的时间和场所。（2）怎样观察水样？用吸管吸取少量水样，滴一滴在载玻片上，然后盖上盖玻片。依次使用显微镜的低倍镜和高倍镜观察装片，仔细辨认视野中的各种生物，并绘制简图或拍摄显微照片。如果水样中的生物过少，可以使用离心机将水样离心处理，用底层液制作装片。在载玻片上的水滴中加少许棉纤维，能够减缓视野中生物的运动速度。(3)怎么分析结果？描述视野中各种生物的特征。提示：五彩斑斓的水生生物：衣藻：藻体为单细胞,球形或卵形,前端有两条等长的鞭毛,能游动；草履虫：形态像一个倒置的草鞋底，表膜上长有很多纤毛等。查阅资料，咨询老师或专家，将这些生物大致归类。提示：真核生物、原核生物(4)成果交流①展示并交流各种生物的结构简图或显微照片，尝试说出所观察水样中存在的生物类别以及判断依据。提示：水中常见的微生物有细菌、真菌、噬菌体、病毒、原生动物、藻类等②比较不同水体中的生物，说明它们在形态和结构上的异同点。提示：不同水体营养成分不同，生活类别有所却别。③比较各组观察到的生物种类和数量，结合采集水样的场所，尝试分析水生生物与其生活环境的关系。提示：1.非生物因素对生物的影响:非生物因素包括:阳光、空气、水分、上壤、温度、湿度等多种因素，它们对生物的形态、生理和分布产生着影响。2.生物因素对生物的影响:生物因素是指影响某种生物生活的其他生物。自然界中的每一种生物，都受到周围其他生物的影响,包括捕食、寄生、共生、竞争、合作等关系。二、细胞的发现展示动植物细胞结构图每一个生物科学问题的答案都必须在细胞中寻找。
——美国细胞生物学家威尔逊绝大部分动植物细胞的直径都不足100μm，是人类肉眼无法看到的。在显微技术发明之前，人类对细胞这个微观的生命世界一无所知。1604年，荷兰人詹森（Z.Jansen）把两块凸透镜安装在一个适当长度的长管两端，制成了世界上第一台显微镜。这台显微镜能将物体放大10~30倍，可以观察一些小昆虫的整体形态，又被称为"跳蚤镜"。但詹森的发明并没有引起世人的重视。(2)半个多世纪后，英国物理学家胡克（R.Hooke）制造的显微镜，放大倍数达到了40~140倍。1665年，他在观察软木切片后写道∶"能非常清楚地看到软木片充满了空洞，是一个多孔的结构，形如蜂房……."软木片中除了围绕空洞的四壁之外，几乎什么物质都没有，他就把发现的这种"小空洞"命名为"cell"，并把观察结果发表在《显微图谱》一书中。(3)
1674年，荷兰生物学家列文虎克（A.Leeuwenhoek）用自己制作的放大倍数近300倍的显微镜，观察了池塘水中的原生生物、牙垢中的细菌、鲑鱼的红细胞以及人和哺乳动物的精子等。他看到了别人从未见识过的奇妙的微观世界。思考与讨论1.詹森发明的显微镜并没有观察到细胞，你认为他的贡献是什么？提示：开辟了通过显微镜观察生物体细微结构的新道路。2.胡克观察到的“小空洞”是真正的细胞吗？为什么？提示：不是,胡克观察的是软木薄片，是类似家中酒瓶塞子的材料.其中细胞因为长时间放置脱水,已经死亡，细胞次生壁积累了大量纤维素,难以被自然分解,透光性也差，所以看到小空洞。严格来说，是选材不当导致了他没能看到活细胞,但是很明显他的显微镜分辨率已经到达了看到细胞外形的程度,这在当时已经是不小的成就了。3.在当时的情境下，列文虎克的观察具有什么重要意义？提示：列文虎克发明的显微镜由于具有放大倍数高的特点，因而他所发现的细胞种类和数量多，而且这些细胞都属于活细胞，从而开创了细胞研究的新领域。三、细胞学说的创立
19
世纪
30年代，显微镜制作技术有了明显的改进，分辨率达到1μm，同时由于切片机的发明和使用，人们才逐渐了解了细胞的内部结构，对细胞的认识日渐丰富。1.1838年，德国植物学家施莱登（M.Schleiden）对多种植物组织做了详尽的研究，逐渐认识到不同的细胞虽然形态各异，却具有共同的基本结构。通过对前人和自己工作的总结，利用科学归纳的方法，施莱登提出了所有植物体都由细胞构成的推论。2.1839年，德国动物学家施旺（T.Schwann）观察到多种动物体也是由具有共同基本结构的细胞构成的。运用类比推理的方法，推断所有的动物体应该都是由细胞构成的，并正式提出了细胞学说（cell
theory）。在阐述新细胞产生方式时，他们认为新细胞是从老细胞核中长出的，或者新细胞是在老细胞的细胞质中像结晶那样产生的。3.瑞士植物学家内格里（K.Nageli）（1817年3月27日－1891年5月11日）利用显微镜观察了多种植物分生区，发现了植物细胞的分裂。4.德国病理学家菲尔绍（R.Virchow）(1821－1902)1858年，确认新细胞来自已存在的细胞，并总结出"细胞通过分裂产生新细胞"。5.细胞学说的主要内容一切动物和植物都是由一个或多个细胞构成的，细胞是生物体结构和功能的基本单位，所有的细胞都是已存在的细胞通过分裂产生的。6.细胞学说的意义①细胞学说提出和完善过程，证明了科学工作依赖于观察和推论，科学知识可能随着研究的深入而不断改变。②细胞学说揭示了整个生物界在结构上的统一性，使丰富多彩的生物界在"细胞"这个结构基础上统一起来。③细胞学说还使人们第一次认识到人类本身与其他动植物甚至那些毫不起眼的微小生物都具有共同的基本结构，揭示了不同生物间存在着一定的亲缘关系。④细胞学说从根本上动摇了神创论。为生物具有共同起源的进化思想提供了极为重要的理论支持，是20年后诞生的达尔文进化论的重要理论基础之一。⑤细胞学说与进化论、能量守恒和转化定律一起，被恩格斯誉为"19世纪自然科学的三大发现"。⑥对细胞结构的了解是一切生命科学、医学及其各个分支学科不可缺少的认知基础。四、细胞生物学研究进展1.细胞水平通过在光学显微镜下对细胞形态进行观察和描述。2.亚细胞水平进入20世纪以来，随着染色方法的改进、高速离心技术的发展、放射性同位素的应用，特别是电子显微镜与超薄切片技术的结合等，让人们观察到了更加复杂精细的细胞结构3.分子水平从1953年开始，以DNA
双螺旋结构模型的建构为标志，人们开始致力于在分子水平上探讨细胞的奥秘，并取得一系列卓越的成就，强有力地推动了对细胞结构和功能以及生命本质的研究进展。五、学业检测与巩固练习1.人类对细胞的研究已有
300
多年的历史了。"细胞"这个词在当下早已广为人知。结合所学知识，尝试回答下列问题∶（1）在人类历史上，________是第一个发现活细胞的人，他在观察记录中曾经写道∶"一滴水中的小生物要比全荷兰的人还多出许多倍……"你认为他的这句话想说明什么问题?（2）目前，人们主要从细胞、亚细胞和分子水平3个层次上研究细胞的结构、功能和生命活动规律。你认为影响人们未来生活的生物学研究主要集中在哪个层次?请举例说明。（3）"细胞"一词常被引申到非生物学科的语境，例如，"青年之于社会，犹新鲜活泼细胞之在人身""家庭是社会的细胞""这孩子真有艺术细胞"等。请对上述类比作出评价。提示：(1)荷兰生物学家列文虎克。说明一滴水中生物个体多。(2)分子水平。细胞的生命活动发生在各级结构水平上，其中有许多活动是大分子所具有的属性，分子生物学的许多成就，如DNA双螺旋模型的提出，基因的核苷酸序列分析，酶分子活性基团的定位等都是从分子水平.上去揭示生命活动现象的本质，分子水平的生物学研究推动着细胞生物学向着更深层次发展。(3)
此处是演绎细胞乃“基本单位”的意思，也是人们在理解了细胞是生物体的结构和功能单位之后，借用“细胞”一词用在社会及其他领域来做比喻。世界统一起来，随着研究的进一步深入，细胞学说也在不断地修正和完善。（1）从现在的生物学观点来看，施莱登和施旺创立的细胞学说能说明的问题是（
）A.
所有的生物都由细胞构成
B.
所有的动物和植物都由细胞构成
C.构成动物和植物的细胞具有相同的结构D.细胞的结构基础是各种分子（2）1899年，人类认知并命名了第一种病毒——烟草花叶病毒，后来陆续发现了近
5000种病毒。它们不具备细胞结构，仅由核酸和蛋白质外壳构成。它们缺少进行自主代谢的完整机制，单独存在时不能繁殖，也没有生命活动，只能寄生在细胞内。病毒的发现是否推翻了细胞学说中"细胞是生物体结构和功能的基本单位"的观点?为什么?（3）细胞学说是自然科学史上的一座丰碑，被恩格斯誉为19世纪自然科学的三大发现之一。细胞学说为什么具有如此重大的意义?提示：
(1)
B。(2)否。因为病毒不具备细胞结构，缺少进行自主代谢的完整机制，单独存在时不能繁殖，也没有生命活动，它必须寄生在细胞内才能完成繁殖。因此，病毒的发现为“细胞是生物体结构和功能的基本单位”提供了进一步的论据。(3)细胞学说论证了整个生物界在结构上的统一性，以及在进化上的共同起源。这一学说的建
立推动了生物学的发展，并为辩证唯物论提供了重要的自然科学依据。
【学习活动一】阅读P3，课前完成《一滴水中的生命世界》的课题探究实验，分析实验过程，通过实验了解一滴水的生命世界。小组讨论，完成相关探究，解决实验相关问题。【学习活动二】学生阅读课本P4—5，根据细胞发现的历程为主线，阅读课文，回答问题。小组讨论，完成相关问题，分析细胞发现历程中的相关问题。【学习活动三】学生阅读课本P5—6，根据细胞学说的创立为主线，阅读课文，回答问题。【学习活动三】学生阅读课本P7—8，根据细胞学说的研究进展，阅读课文，回答问题。根据所学，完成相关练习
课前探究，探究一滴水的生命世界，尝试分析水生生物与其生活环境的关系；同时创设问题情景，导入新课。提出一个问题比解决一个问题更重要，此环节可以让学生思考真正发生，让更多的学生参与到课堂中。通过阅读，培养学生获取信息的能力，了解细胞的发现历程，认同科学研究的长期性和探究方法，激发学生的科学研究的兴趣。提出一个问题比解决一个问题更重要，此环节可以让学生思考真正发生，让更多的学生参与到课堂中。通过阅读，培养学生获取信息的能力，了解细胞学说创立过程，认同科学研究的长期性和探究方法，激发学生的科学研究的兴趣。了解细胞生物学研究进展3步骤，探究科学发展的过程，让学生思考科学研究的方式方法，更好的让学生参与到课堂中。回顾旧知，巩固和应用所学知识。
课堂小结
通过一滴水中的生命世界，分析生物的多样性，同时利用课题探究分析生物学探究的方法和方式。通过细胞的发现历程的学习，探究和认同生物学研究的趣味性和科学性。通过细胞学说的创立过程，揭示生物界在结构上的统一性和丰富性。
板书
第一章
细胞构成生物体第一节
人类认识细胞的历程一、课题研究一滴水的生命世界提出问题制定实施研究计划成果交流细胞的发现詹森、胡克、列文虎克、细胞学说的创立施莱登、施旺、内格里、菲尔绍细胞生物学研究进展细胞水平亚细胞水平分子水平
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精品试卷·第
2
页
（共
2
页）
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