A、如果两对等位基因位于非同源染色体上，则两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律，后代应出现3×3=9种基因型，A错误；
B、同源染色体上相同位置一般为等位基因，不可能为非等位基因，B错误；
C、如果两对基因连锁，并且AB基因位于一条染色体上，后代的基因型及比例应为：AABB：AaBb：aabb=1：2：1，C错误；
D、A和b基因连锁，则AaBb能产生Ab和aB两种比例相等的配子，则后代有AAbb、AaBb和aaBB3种基因型，比例为1：2：1，D正确．
故选：D．
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