届 一轮复习人教版 种群的特征和数量变化 教案.docx
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届一轮复习人教版种群的特征和数量变化教案
第28讲 种群的特征和数量变化
[最新考纲] 1.种群的特征（Ⅰ）。
2.种群的数量变化（Ⅱ）。
3.实验：
探究培养液中酵母菌数量的动态变化。
考点一 种群的特征（5年8考）
1.种群的概念
种群是指在一定的自然区域内，同种生物的全部个体。
2.种群的数量特征
（1）种群密度是种群最基本的数量特征。
（2）直接决定种群密度的是出生率和死亡率、迁出率和迁入率。
（3）年龄组成在一定程度上能预测种群数量变化趋势。
年龄组成是通过影响出生率和死亡率间接影响种群密度的。
年龄组成
种群密度
（4）性别比例是通过影响出生率间接影响种群密度的。
3.种群的空间特征
（1）含义：
种群中的个体在其生活空间中的位置状态或布局。
（2）类型
4.种群密度的估算方法
（1）“两看法”选择合适的种群密度调查方法
（2）样方法与标志重捕法的比较
样方法
标志重捕法
4对象
植物或活动范围小、活动能力弱的动物（昆虫卵、蚜虫、跳蝻等）
活动范围大、活动能力强的动物
调查程序
注意事项
①随机取样
②样方大小适中
③样方数量不宜太少
①调查期间无迁入和迁出、出生和死亡
②标志物对所调查动物生命活动无影响
如图是有关种群特征的概念图，请据图思考下列问题：
（1）图中①～⑤分别代表种群的什么特征？
提示 ①～⑤分别代表种群密度、出生率、死亡率、年龄组成和性别比例。
其中，年龄组成既影响出生率又影响死亡率，但性别比例只影响出生率。
（2）春运期间，影响北京、广州等大城市人口数量的主要因素是迁入率和迁出率。
（3）利用性引诱剂诱杀害虫会降低害虫的密度，原理是怎样的？
提示 性引诱剂诱杀害虫会导致害虫的性别比例失调，从而降低出生率。
（4）某生物学家对某地的蝗虫种群进行研究后大胆预测：
不久后蝗灾会更加严重，他得出此结论的依据最可能是蝗虫的年龄组成为增长型。
教材
高考
1.真题重组 判断正误
（1）种群的年龄结构是指种群中各年龄期的个体在种群中所占的比例[2017·全国卷Ⅱ，31（4）]（√）
（2）如果采用样方法调查甲地蒲公英的种群密度，计数甲地内蒲公英的总数，再除以甲地面积即可（2016·全国卷Ⅱ，5A）（×）
（3）天敌鹰的迁入率增加会影响黑线姬鼠的种群密度（2013·全国卷Ⅰ，5A）（√）
（4）用样方法调查某种双子叶植物种群密度时，为避免调查者主观因素的影响，要做到随机取样[2013·全国卷Ⅱ，31（3）]（√）
（5）大量诱杀雄性个体不会影响种群的密度（2012·全国卷Ⅱ，6D）（×）
以上内容主要源自苏教版必修3教材P60～65，考查角度侧重种群的数量特征及种群数量的取样调查，准确记忆各特征具体内容及其内在关系，并把握种群密度调查的两种常用方法是解题关键。
2.（教材P62积极思维，分析第2题）进行样方法调查时，为何要强调“随机”取样？
样方多少会影响调查结果吗？
提示 为了确保所选择的样方具有代表性，不受主观因素的影响，使通过样方统计的结果（估算值）能更接近真实的情况，应做到“随机取样”。
调查时若样方的数量太少，其统计结果的误差可能就较大；一般而言，样方越多，其统计结果越接近真实情况。
但是，样方数量太多，整体取样花费的时间、精力就越多。
从统计学上看，一定数量的样方即可以保证统计结果的真实性。
种群的基本特征及其内在联系
1.（2015·全国卷Ⅰ，31节选）现有一未受人类干扰的自然湖泊，某研究小组考察了该湖泊中处于食物链最高营养级的某鱼种群的年龄组成，结果如下表。
年龄
0＋
1＋
2＋
3＋
4＋
5＋
6＋
7＋
8＋
9＋
10＋
11＋
≥12
个体数
92
187
121
70
69
62
63
72
64
55
42
39
264
注：
表中“1＋”表示鱼的年龄大于等于1、小于2，其他以此类推。
回答下列问题：
（1）通常，种群的年龄结构大致可以分为三种类型，分别是
____________________________________________________________________。
研究表明：
该鱼在3＋时达到性成熟（进入成年），9＋时丧失繁殖能力（进入老年）。
根据表中数据可知幼年、成年和老年3个年龄组个体数的比例为________，由此可推测该鱼种群数量的变化趋势是________。
（2）如果要调查这一湖泊中该鱼的种群密度，常用的调查方法是标志重捕法。
标志重捕法常用于调查________强、活动范围广的动物的种群密度。
解析
（1）种群的年龄组成可分为增长型、稳定型和衰退型三种类型。
将三个阶段中各个年龄段的个体数目相加，可知三个阶段个体数量都为400，即个体数比例为1∶1∶1，年龄组成为稳定型。
（2）标志重捕法常用于调查活动能力强、活动范围广的动物的种群密度。
答案
（1）增长型、稳定型、衰退型 1∶1∶1 保持稳定
（2）活动能力
2.（2018·河北名校联考）下列关于种群特征的叙述中，错误的是（ ）
A.种群的性别比例在一定程度上影响种群的出生率
B.进行种群密度的调查有利于合理利用生物资源
C.出生率和死亡率是决定种群数量的直接因素
D.种群密度预示着种群数量的未来变化趋势
解析 种群的年龄组成预示着种群数量的未来变化趋势。
答案 D
种群年龄组成的类型及判断技巧
（1）统计图
（2）曲线图和柱形图
增长型
稳定型
衰退型
曲线图
柱形图
（3）各图示共性及判断技巧
无论何种图形，均应注意各年龄段个体的比例——增长型中的幼年个体多、老年个体少；稳定型中的各年龄段个体比例适中；衰退型中的幼年个体少、老年个体多。
种群密度的取样调查
1.（2017·全国卷Ⅲ，5）某陆生植物种群的个体数量较少，若用样方法调查其密度，下列做法合理的是（ ）
A.将样方内的个体进行标记后再计数
B.进行随机取样，适当扩大样方的面积
C.采用等距取样法，适当减少样方数量
D.采用五点取样法，适当缩小样方面积
解析 样方法调查种群密度的关键就是随机取样，取样方法有等距取样法和五点取样法两种，计数时无需标记即可直接计数；若种群个体数量过少，则应适当增加样方面积。
答案 B
2.（2017·东北三省名校联考）某兴趣小组成员在草原上调查田鼠的生存状况，根据所学知识，回答下列问题：
（1）调查动物的种群密度，常用的调查方法是标志重捕法。
某次调查时，在3km2的区域内共捕获了60只田鼠，做好标记后重新放回到草原上，一周后再次捕获了60只，其中发现带有标记的只有4只，则该区域内田鼠的种群密度为________。
（2）标志重捕法常用于调查________强、________广的动物的种群密度。
（3）调查过程中，如果标记物容易脱落，则用标志重捕法得到的数据会________（填“偏大”“偏小”或“不变”）；如果动物被捕获并标记后难以被再次捕获，则利用标志重捕法计算出的种群密度与实际种群密度相比可能________（填“偏大”“偏小”或“不变”）；误将部分未标记个体统计为标记个体，则计算出的种群密度与实际种群密度相比会________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
重捕时方法不当造成已捕获的标记个体死亡，会导致估算数值与实际数值相比会________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
解析
（1）标志重捕法的计算公式为：
标记总数/N＝重捕中被标记的个体数/重捕总数（N代表种群个体总数），根据题意，则60/N＝4/60，得N＝900，由于区域面积是3km2，故该区域内田鼠的种群密度为300只/km2。
（2）标志重捕法常用于调查活动能力强、活动范围广的动物的种群密度。
（3）根据标志重捕法的计算公式：
标记总数/N＝重捕中被标记的个体数/重捕总数（N代表种群个体总数），如果标记物容易脱落，会导致重捕中被标记个体数量减少，所以所得数值可能偏大；如果动物被捕获并标记后难以被再次捕获，导致重捕中被标记个体数量减少，则利用标志重捕法计算出的种群密度与实际种群密度相比可能偏大；如果误将部分未标记个体统计为标记个体，则计算时重捕中被标记个体数量增多，导致计算出的种群密度与实际种群密度相比会偏小。
如果已捕获的标记个体死亡，则不会影响估算数值。
答案
（1）300只/km2
（2）活动能力 活动范围 （3）偏大 偏大 偏小 不变
（1）针对“样方法”
①须做到“随机”取样。
②须把握取样方法——长方形地块“等距取样”，方形地块“五点取样”。
③需分别计数并最终求平均值。
④须把握如下计数原则：
同种生物个体无论大小都要计数，若有正好在边界线上的，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则，即只计数相邻两边及顶角上的个体。
（2）针对标志重捕法
①须牢记估算公式：
N总＝
；
②善于快速确认估算值与“实际值”间的误差：
由于再捕中标志者位于分母上——若初捕放归后某些原因致分母增大（如标志物影响其活动），则估算值偏小；反之，若某些原因致分母减小（如因初捕受惊吓，不易被再捕，因标志物致其更易被天敌捕食等），则估算值将偏大。
③明确标志重捕法的关键点
a.被调查个体在调查期间没有大量迁入和迁出、出生和死亡的现象。
b.标记物不能过于醒目。
c.不能影响被标记对象的正常生理活动。
d.标记物不易脱落，能维持一定时间。
考点二 种群数量的变化及应用（5年12考）
1.研究方法 构建数学模型。
观察研究对象，提出问题→提出合理的假设→根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达→通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正。
2.种群数量变动的影响因素
主要有气候、食物、天敌、传染病等
3.种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线
项目
“J”型曲线
“S”型曲线
增长模型
前提条件
理想状态：
资源无限、空间无限、不受其他生物制约
现实状态：
资源有限、空间有限、受其他生物制约
K值有无
无K值
有K值
种群增长率变化
种群增长速率变化
适用范围
实验条件下或理想条件下
自然种群
联系
两种增长曲线的差异主要是因环境阻力大小不同，对种群增长的影响不同
调查某地乌鸦连续20年的种群数量变化，如图所示，图中λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数，请思考：
（1）前4年种群数量应为增大、减小还是基本不变？
（2）第9年调查乌鸦的年龄组成，最可能表现为何种类型？
为什么？
（3）图中第4年和第10年的乌鸦种群数量是否相同？
图中显示第8年种群数量最少，对吗？
（4）第16～20年乌鸦种群数量将如何增长？
为什么？
提示
（1）基本不变（因λ＝1）。
（2）衰退型。
第10年时，种群的λ等于1，第9年λ＜1，因此第9年年龄组成为衰退型。
（3）不相同。
在第4年到第10年间，λ＜1，说明种群数量在减少，到第10年种群数量最少，而不是第8年最少。
（4）“J”型增长，因λ＞1且恒定。
“J”型增长和“S”型增长曲线应用
【典例】（2017·全国卷Ⅰ，5）假设某草原上散养的某种家畜种群呈S型增长，该种群的增长率随种群数量的变化趋势如图所示。
若要持续尽可能多地收获该种家禽，则应在种群数量合适时开始捕获，下列四个种群数量中合适的是（ ）
A.甲点对应的种群数量
B.乙点对应的种群数量
C.丙点对应的种群数量
D.丁点对应的种群数量
[慧眼识图 获取信息]
答案 D
（1）K值与K/2值的应用
（2）在不同图形中识别K值与K/2值
【即学即练】
（2018·江西九江市一模）如图
表示某一种群在有限环境中增长的曲线。
下列围绕此曲线的描述中正确的是（ ）
A.K值是环境条件所允许达到的种群数量最大值，其数值是恒定不变的
B.在K值之前，种群的数量逐渐增大，年龄组成由增长型逐渐转为衰退型
C.如果不考虑迁入、迁出等其他因素，在K值时出生率≈死亡率
D.假设这是鱼的种群，当种群数量达到K/2时开始捕捞，可持续获得最高产量
解析 K值不是一成不变；K值之前，种群的年龄组成是增长型，到达K值，出生率≈死亡率，年龄组成为稳定型；鱼群的捕捞应在大于K/2时进行，且剩余量应维持在K/2。
答案 C
考点三 实验：
探究培养液中酵母菌种群数量的变化（5年6考）
1.实验原理
（1）用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。
（2）在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线；在有限的环境条件下，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线，而在恒定培养液中当酵母菌种群数量达K值后，还会转而下降直至全部死亡（营养物质消耗、代谢产物积累及pH变化所致）。
（3）计算酵母菌数量可用抽样检测的方法——显微计数法。
2.设计实验
3.注意事项
①每天计数酵母菌数量的时间要固定。
②从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减小误差。
③溶液要进行定量稀释。
④显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则。
⑤培养液中酵母菌种群数量的变化曲线
⑥增长曲线的种群数量是先增加后减少。
原因是开始时培养液营养物质充足、空间充裕、条件适宜，酵母菌大量繁殖，种群数量剧增；随着酵母菌种群数量的不断增加，营养物质大量消耗、pH急剧变化、有害代谢废物不断地积累，生存条件恶化，酵母菌死亡率开始大于出生率，种群数量下降。
1.从试管中吸出培养液进行计数之前，为什么要轻轻振荡几次？
提示 使酵母菌均匀分布，从而使计数准确。
2.该探究需要设置对照及重复实验吗？
提示 酵母菌种群数量的变化在时间上形成前后自身对照，所以无需设置对照实验。
但要获得准确的实验数据，必须进行重复实验，求得平均值。
3.若一个小方格内酵母菌过多，难以数清，采取的措施是什么？
提示 可增大稀释倍数后再计数。
4.为什么每天取样计数时间要固定？
提示 控制无关变量，减小实验误差。
酵母菌种群数量的变化分析
1.（2017·经典高考，5）某小组开展酵母菌培养实验，下图是摇瓶培养中酵母种群变化曲线。
下列相关叙述正确的是（ ）
A.培养初期，酵母因种内竞争强而生长缓慢
B.转速150r/min时，预测种群增长曲线呈“S”型
C.该实验中酵母计数应采用稀释涂布平板法
D.培养后期，酵母的呼吸场所由胞外转为胞内
解析 培养初期，摇瓶中酵母较少，种内斗争较弱，A错误；图中“转速150r/min时”的酵母种群密度增长趋势变缓，预测种群增长曲线呈“S”型，B正确；该实验中酵母计数应该采用抽样检测法，不能用稀释涂布平板法，C错误；培养后期，酵母细胞呼吸可能由于氧气的缺乏而出现无氧呼吸，呼吸场所由有氧呼吸的细胞质基质和线粒体转为无氧呼吸的细胞质基质，D错误。
答案 B
2.（2017·福建泉州市联考）在“探究培养液中酵母菌种群数量动态变化”实验中，观察到血球计数板（图1，规格为1mm×1mm×0.1mm）计数室的某一个方格中酵母菌如图2分布。
下列有关叙述正确的是（ ）
A.该方格中酵母菌的数量应计为9个
B.实验中被龙胆紫溶液染成紫色的酵母菌为死细胞
C.该血球计数板上有2个计数室，玻片厚度为0.1mm
D.制片时，先用吸管滴加样液，再将盖玻片放在计数室上
解析 该方格中酵母菌的数量应计为7个，只计数内部和相邻两边及其夹角处的酵母菌，A错误；由于细胞膜的选择透过性，实验中被龙胆紫溶液染成蓝色的酵母菌为死细胞，B正确；血球计数板盖玻片下液体的厚度为0.1mm，C错误；在制片时，先将盖玻片放在计数室上，再用吸管滴加样液，D错误。
故选B。
答案 B
血球计数板及相关计算
（1）血球计数板（如下图所示）：
血球计数板由一块厚玻璃片特制而成，其中央有两个计数室。
每个计数室划分为9个大方格（如上图A所示），每个大方格的面积为1mm2，加盖玻片后的深度为0.1mm。
因此，每个大方格的容积为0.1mm3。
另外，中央大方格以细线等分为25个中方格（如上图B所示）。
每个中方格又等分为16个小方格，供细胞计数用。
（2）计算公式：
①在计数时，先统计（图B所示）5个中方格中的总菌数，求得每个中方格的平均值再乘以25，就得出一个大方格的总菌数，然后再换算成1mL菌液中的总菌数。
②设5个中方格中总菌数为A，菌液稀释倍数为B，则0.1mm3菌液中的总菌数为（A/5）×25×B。
已知1mL＝1cm3＝1000mm3，1mL菌液的总菌数＝（A/5）×25×10000×B＝50000A·B。
易错·防范清零
[易错清零]
易错点1 混淆种群“增长率”、“增长速率”
点拨 种群增长率与增长速率辨析如下：
①增长率＝
。
②增长速率＝一定时间内增长的数量/时间。
③“J”型曲线与“S”型曲线的增长率和增长速率曲线。
如下曲线：
易错点2 不能精准解读“λ”内涵，误认为下图中“b”段种群密度下降，“e”段种群密度上升。
点拨
（1）准确理解“λ”内涵
Nt＝N0λt，λ代表种群数量“增长倍数”，而不是增长速率。
λ＞1时，种群密度增大；λ＝1时，种群密度保持稳定；λ＜1时，种群密度减小。
（2）图示解读：
①a段：
λ＞1且恒定——种群数量呈“J”型增长；
②a、b段——“λ”尽管下降，但仍大于1，此段种群出生率大于死亡率则种群数量一直增长；
③c段——“λ”＝1，种群数量维持相对稳定；
④d段——“λ”＜1，种群数量逐年下降；
⑤e段——尽管“λ”呈上升趋势，但仍未达到1，故种群数量逐年下降，至“e”点时达“最少”。
易错点3 误认为种群数量最大值为K值或误认为种群数量不会超越K值
点拨 K值即环境容纳量，它是指环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量。
种群在某些时段，可能会由于环境条件变化或内部因素影响，其数量偶尔超越K值或偶尔在K值以下，即在K值上下波动，故K值并非任一时刻种群数量的最大值，如下图甲中A、B均非K值，而图乙的“捕食者——猎物”模型中最可能代表猎物和捕食者K值的数据分别为N2和P2。
分析该模型不难发现，猎物种群数量超过N2，则引起捕食者种群数量增加；捕食者种群数量超过P2，则引起猎物数量减少，两者相互作用，使猎物和捕食者的数量在N2和P2水平上保持动态平衡。
易错点4 “S”型增长曲线的开始部分就是“J”型增长曲线
点拨 “J”型增长曲线是一种理想条件下的种群数量增长曲线，迁入后种群数量马上呈指数形式增长，不存在适应过程，种群增长率始终保持不变。
而“S”型增长曲线的前段是种群对新环境的一个适应阶段，始终存在环境阻力，如食物、空间有限等，种群增长率一直下降。
[纠错小练]
1.（2017·山东济宁检测）某科研小组研究某池塘内草鱼种群增长速率的变化规律，结果如图所示，其中T2之前的数据丢失。
下列叙述正确的是（ ）
A.T2～T4，种群数量呈“S”型增长；T4～T5时间段内，种群数量逐渐下降
B.T3时草鱼的种群密度约为T5时对应种群密度的一半
C.该池塘对草鱼的最大容纳量应出现在T5时且数值保持不变
D.当种群增长速率为m时，该草鱼的年龄组成为稳定型
解析 T4～T5，种群的增长速率依然大于零，即在此时间段内种群数量依然增大，A错误；根据种群数量变化的特征，该草鱼的数量变化符合“S”型增长曲线，而对于“S”型增长曲线来说，增长速率最大时的种群数量是环境容纳量的一半，B正确；当环境遭到破坏时，环境容纳量K值是变化的，C错误；当种群增长速率为m（最大）时，该草鱼的年龄组成应属于增长型，D错误。
答案 B
2.（2018·安徽黄山质检）生态学家高斯（G.W.Gause）在0.5mL培养液中放入5个大草履虫，每隔24h统计一次大草履虫的数量，经反复实验得出如图所示结果。
数据显示，第5天以后其数量维持在375个左右（即K值）。
下列有关K值的叙述不正确的是（ ）
A.不同的种群在相同的环境条件下，K值相同或相似
B.该实验得到的K值仅适用于大草履虫在该培养条件下
C.K值是指在环境不受破坏时，一定空间中所能维持的种群最大数量
D.灭鼠的有效办法是既杀死老鼠，又采取措施降低K值
解析 不同的种群在相同的环境条件下，其K值也可能不同，A错误；大草履虫在不同的环境中，其K值大小一般不同，因此，图示只能反映在题中实验条件下K值的大小，B正确；K值是指一定的环境下所能容纳的种群数量的最大值，C正确；灭鼠的有效办法是既杀死老鼠，又采取各种措施降低其K值，D正确。
答案 A
3.在调查某林场松鼠的种群数量时，计算当年种群数量与一年前种群数量的比值（λ），并得到如图所示的曲线。
据此图分析得到的下列结论中错误的是（ ）
A.前4年该种群数量基本不变，第5年调查的年龄组成可能为衰退型
B.第4到第8年间种群数量在下降，原因可能是食物短缺和天敌增多
C.第8年时种群数量最少，第8到第16年间种群数量增加，且呈“S”型曲线增长
D.如果持续第16到第20年间的趋势，后期种群数量将呈“J”型曲线增长
解析 前4年，λ＝1，说明种群增长率为0，种群数量保持不变，第5年时λ<1，说明种群增长率为负值，种群数量下降，年龄组成为衰退型，A正确；影响种群数量的因素有气候、食物、天敌、传染病等，B正确；第8到第10年间λ<1，种群数量减少，第10年的种群数量最少，第10到第16年间λ>1，种群数量持续增长，“S”型曲线的种群数量先增加后基本不变，C错误；由曲线图知如果持续第16到第20年间的趋势，λ>2，而且基本不变，说明种群数量将持续增加，呈“J”型曲线增长，D正确。
答案 C
课堂小结
思维导图
晨读必背
1.种群的数量特征包括种群密度、年龄组成、性别比例、出生率与死亡率及迁入率与迁出率，其中种群密度是种群最基本的数量特征。
2.直接决定种群密度的是出生率与死亡率、迁入率与迁出率，年龄组成是预测种群数量变化趋势的依据。
3.在自然界中，气候、食物、天敌、传染病等均会影响种群数量，故大多数种群数量总处于波动中。
4.渔业捕捞中，让鱼的种群数量维持在K/2的原因是：
K/2时种群的增长速率最大，种群的数量能迅速恢复.有利于鱼类资源的可持续利用。
随堂·真题&预测
1.（2016·全国卷Ⅱ，5）如果采用样方法调查某地区（甲地）蒲公英的种群密度，下列做法中正确的是（ ）
A.计数甲地内蒲公英的总数，再除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度
B.计数所有样方内蒲公英总数，除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度
C.计算出每个样方中蒲公英的密度，求出所有样方蒲公英密度的平均值，作为甲地蒲公英的种群密度
D.求出所有样方蒲公英的总数，除以所有样方的面积之和，再乘以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度
解析 估算种群密度最常用的方法之一是样方法：
在被调查种群分布的范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方内的种群密度，以所有样方内种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。
综上所述，A、B、D三项均错误，C正确。
答案 C
2.（2013·全国卷Ⅰ，5）某农场面积为140hm2，农场丰富的植物资源为黑线姬鼠提供了很好的生存条件，鼠大量繁殖吸引鹰来捕食，某研究小组采用标志重捕法来研究黑线姬鼠的种群密度，第一次捕获100只，标记后全部放掉，第二次捕
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