A、线粒体膜和叶绿体膜都具有选择透过性，所以蛋白质分子不能够通过，A错误；
B、细胞膜和液泡膜都具有选择透过性，所以蛋白质分子不能够通过，B错误；
C、选择透过性膜只能通过离子和小分子物质，而蛋白质等大分子不能够通过，C错误；
D、细胞壁是全透性的，核膜上的核孔是大分子的运输孔道，所以蛋白质分子能够通过，D正确．
故选：D．