解题思路：据图分析，①和②分别位于一对同源染色体的两条非姐妹染色单体的相同位置上，所以二者，一个来自父方，一个来自母方；①和②上的基因有的是等位基因，有的是相同基因；③和④是通过交叉互换形成．
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．
点评：
本题考点： 基因重组及其意义；同源染色体与非同源染色体的区别与联系；配子形成过程中染色体组合的多样性．
考点点评： 本题考查同源染色体、等位基因和交叉互换等相关知识，意在考查学生的识图和理解能力，属于中档题．