解题思路：生物膜具有选择透过性，需要要吸收的小分子物质可以通过．因此，氨基酸、葡萄糖和核苷酸等小分子物质均能以主动运输的方式通过核膜．
叶绿体呈扁平的椭球形或球形，双层膜结构，基粒上有色素，基质和基粒中含有与光合作用有关的酶，是光合作用的场所，含少量的DNA、RNA．
A、氨基酸、葡萄糖和核苷酸等小分子有机物以主动运输的方式通过核膜，故A正确；
B、叶绿体中含有少量的DNA和参与光合作用的酶，故B正确；
C、水分子以自由扩散方式进出轮藻细胞，钾离子以主动运输扩散方式进出轮藻细胞，故C错误；
D、线粒体进行有氧呼吸产生能量的主要场所，精子尾部的线粒体为其运动提供能量，故D正确．
故选：C．
点评：
本题考点： 物质跨膜运输的方式及其异同；线粒体、叶绿体的结构和功能．
考点点评： 本题考查细胞结构和功能，有一定的综合性，意在考查学生识记和理解能力．