A、探究培养液中酵母菌种群数量随时间变化的实验不需要设置对照实验，因为实验前后自身形成对照，A错误； B、模拟细胞大小与物质运输的关系实验表明细胞体积越大，物质运输效率越低，B错误； C、绿叶中色素的提取的原理是色素能溶解在无水乙醇中，色素分离原理是不同色素在层析液中溶解度不同，从而扩散速度不同，C错误； D、恩格尔曼的水绵实验中好氧细菌的作用是确定水绵光合作用释放氧气的部位为叶绿体，D正确． 故选：D．
