A、图中①和②表示一对同源染色体，一条来自父方，一条来自母方，A错误；B、①和②上的基因有的是等位基因，有的是相同基因，B错误；C、③和④形成后，发生的是减数第一次分裂过程，会被平均分配到两个次级精母细胞中，进入同一个次级精母细胞中的概率为0，C错误；D、图中③和④表示发生交叉互换后的染色体，其上的非等位基因发生了重新组合，是基因重组的一种，D正确．故选：D．
