A、叶绿体合成ATP不需要氧气，而是产生氧气，A错误；B、线粒体是有氧呼吸的主要场所，进行有氧呼吸的第二、第三阶段，进入线粒体参与反应的物质是丙酮酸，因此只提供O2，线粒体不一定能产生二氧化碳和ATP，B错误；C、无光条件下，线粒体可以产生ATP，叶绿体不能产生ATP，C错误；D、叶绿体和线粒体都能合成ATP，都有ATP合成酶，都能发生氧化还原反应，D正确．故选：D．
