A、细胞器①是叶绿体、细胞器②是线粒体．叶绿体存在于植物的叶肉细胞和幼茎表皮细胞中，线粒体普遍存在于真核细胞中，故A正确．
B、叶绿体和线粒体都有双层膜，叶绿体中将光能转化为化学能，线粒体中将有机物中化学能转化为热能和ATP中化学能，故B正确．
C、若同一植物细胞在I～IV状态下，IV只进行呼吸作用，没有光合作用消耗二氧化碳，此时二氧化碳的浓度最高，故C正确．
D、置于光照条件下的为图I-III，置于黑暗条件下的为图Ⅳ，故D错误．
故选：D．
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