时隔不久，施旺在研究发酵过程中，发现活酵母细胞的发酵作用具有生命活动的特征，这也是 “新陈代谢”一词的由来。在发表这一伟大发现论文之前，施旺认为这一重大发现一定会引起巨大轰动。恰恰相反，施旺连同这一发现一并遭到科学界的攻击。直到十几年后，巴斯德对发酵研究获得成功，施旺的观点才得到公认。
提到施旺创立的细胞学说，就不得不提及另一位创始人施莱登。在显微镜前，施莱登经过多年的观察和研究植物组织结构后，认为在任何植物体中，细胞都是结构的基本成分。低等植物由单个细胞构成，高等植物则由许多细胞组成。1838年，他发表了著名的《植物发生论》一文，提出了此观点。
同年10月，施旺在施莱登讲述有关植物细胞的知识时深受启发，1939年，发表了著名的《关于动植物的结构和生长一致性的显微研究》，第一次系统地阐述了动物和植物都是由细胞构成的现代生物学中最重要的观点。同时期施莱登也提出这个观点，从而奠定了他和施莱登共同创建细胞学说的基础。
施旺的细胞理论发表后很快为人们接受，其中的错误也很快得到后来者的修正。但由于他的发酵研究结果受到了化学家尤斯图·冯·李比希和弗里德里希·维勒的的强烈攻击。施旺不得不背负着巨大的争议离开了柏林，前往比利时吕温天主教大学担任解剖学教授。
与坚持异端的施莱登相比，施旺似乎是一个胆怯、内向、甚至过于虔诚的人。在比利时，他对自己的研究更加谨慎起来，不轻易发表研究成果，但值得一提的是，他在这里对机械产生了兴趣，还发明了一些有益于采矿业的设备。1848年，施旺离开吕温天主教大学前往比利时列日大学担任解剖学教授。6年后，发表了解剖学著作《人体解剖学》。1858年他又担任列日大学生理学教授。但遗憾的是施旺对生理学的研究已基本上终止了。1882年1月11日，施旺因中风在德国的科隆逝世。
施旺提出的细胞学说，把植物的基本结构是细胞的观点推及到了动物界，找到了动植物发育的普遍规律，这在生物学史上具有划时代的意义。他也因此被称为是细胞学说的创始人之一。
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