Для определения рода слова “фонема” его необходимо поставить в именительный падеж единственного числа, получается форма: “фонема” . Тогда в зависимости от окончания в слове “фонема” можно определить род.
Слово “фонема” употребляется в женском роде (Потому как в начальной форме слова “фонема” окончание [а], [я] или [ ] нулевое).Полный морфологический разбор Cуществительного “фонема” находится по ссылке