A、减数第一次分裂后期，同源染色体上的等位基因随着同源染色体的分离而分离，A正确；
B、在减数分裂形成配子时，染色体只复制一次，而细胞却连续分裂两次，形成的子细胞中染色体减半，细胞核中的基因也减半，B正确；
C、减数第一次分裂后期，同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合，则非同源染色体上的上的非等位基因也自由组合，C正确；
D、性染色体的大小和形态不完全相同，存在同源区和非同源区，非同源区的基因不是成对存在的，D错误．
故选：D．
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