A、随机受精不会增加发生基因突变的概率，A错误；
B、后代只得到双亲的部分遗传物质，B错误；
C、由于细胞质基因几乎都来自母方，因此后代从母方得到的DNA多于从父方得到的DNA，C错误；
D、减数分裂能产生多种配子，随机结合导致组合方式具有多样性，因此通过减数分裂和随机受精使后代产生不同于双亲的基因组合，D正确．
故选：D．