正常情况下，一个精原细胞减数分裂能产生两种四个细胞，现在根据题意一个精原细胞产生4种细胞，说明至少有一对等位基因发生了交叉互换，位于一对或者两对同源染色体上，如果是位于两对同源染色体上，就是在减数第一次分裂后期发生了自由组合，如果是位于一对同源染色体上，就是在减数第一次分裂前期，即四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体发生了部分交叉互换，故D正确。故选D。