能量是所有生命活动的基础。真核细胞内存在一类特殊的、由双层膜封闭式包被的细胞器——线粒体和叶绿体，它们在能量的转换和生产中承担着核心的功能。线粒体和叶绿体都携带自身的遗传物质DNA，以原核细胞的编码方式转录合成一些自身需要的RNA与蛋白质；这两种细胞器都以分裂的方式实现增殖；它们的遗传信息以非孟德尔方式遗传给子代。这些结构、行为和遗传学特征表明线粒体和叶绿体具有半自主性，可能是类起源于内共生的特殊的细胞器。

本章讲述线粒体和叶绿体的基本结构与功能，同时对这两种细胞器在细胞中的行为及调控机制进行初步的讨论。