因为线粒体是细胞的能量转换器，线粒体利用氧气把细胞内的有机物分解成二氧化碳和水并释放出能量，供给生命活动的需要．线粒体是细胞内分解有机物和释放能量的主要场所．
A、叶绿体是进行光合作用的场所．故不符合题意．
B、细胞核是遗传信息库，不是能量转化器，故不符合题意．
C、细胞膜是控制物质进出的结构，故不符合题意．
D、线粒体是分解有机物释放能量的场所，故符合题意．
故选：D．