导演：郑晓龙
编剧：王小平
演员：周迅
周迅饰演屠呦呦 。
在宣布周迅饰演屠呦呦后，外界曾有不少争议之声 。但在王小平看来，私下的周迅和屠呦呦有不少相似点——不喜欢热闹，不善于人际交往，在陌生人多的时候不太喜欢说话 。“正是她不善于用语言表达，在拍戏的时候，她非常专注，所以周迅看剧本之后，也说自己好多地方跟屠老师很像 。”郑晓龙表示 。
除了性格相通之外，郑晓龙也看中了周迅的“塑造感” 。在郑晓龙看来，屠呦呦这个人物和他以前拍过的任何一个女性角色都不一样，非常有个性 。也正是通过她的个性与执著，郑晓龙与王小平形成了《屠呦呦的礼物》这部带有戏剧性的故事——剧中，她和任何人说话都不看脸色，有一说一，有二说二；科学家相信科学，相信的是数据，相信的是她的实验；她生活非常简单朴实，甚至不愿意为了到街上买肉排队而耽误时间，所以总是去食堂随便吃点，或者在家里弄点挂面 。“她的一切、她的忠诚都在这（科学上），包括她对国家交给的任务表示忠诚，对那些病人充满了悲悯和情感 。这个我觉得是她最后完成青蒿素（的原因） 。”
王小平说，看完这部剧之后，周迅难得地给自己的表演投了一个满意票 。“但更重要的是观众的评判 。播出后，如果观众觉得周迅演得特别好，那就是特别好 。”郑晓龙表示 。
《袁隆平的梦》：黄志忠特意学习小提琴
导演：阎建钢
编剧：宋方金
演员：黄志忠
黄志忠饰演袁隆平 。
《袁隆平的梦》取景于湖南省怀化地区的安江，是袁隆平最早工作的地方 。由于雨季原因，拍摄的40多天中，30天都在下雨；前三天正值大雾，面对面都看不到人，剧组几乎没有拍到戏 。那个地方经济也并不发达，上山只有一条单行路，开错便无法掉头 。于是剧组每天必须给车排上号，按号码上山、下山；有任何流程差错，整个组就会堵在山上 。
农活同样是考验 。该单元片头的稻田是剧组租下来的，开机几个月前才开始种上稻子 。但演员拍摄时也同样要下地干活、插秧 。阎建钢说，杀青时无论是黄志忠还是剧组工作人员，对于插秧下地都已经驾轻就熟，“天天在泥浆里待着 。”
对于为何选择黄志忠饰演袁隆平，阎建钢和宋方金不约而同称其为“不二人选” 。“他与袁隆平形似，是业内共识 。”阎建钢表示 。此外，在宋方金看来，把词和情境给到黄志忠，他马上就能表演到位，让所有人信服 。剧中有一场戏是袁隆平被领导批评，被安排去劳动 。他晚上便打篮球发泄，以至于不小心摔伤 。“黄志忠跟袁隆平其实是有一些像的 。袁隆平喜欢打球，黄志忠是篮球职业运动员；袁隆平一生喜欢在海里游泳，黄志忠也是可以在海里游泳的（级别） 。他们俩有很多相同的地方，除了黄志忠不会拉小提琴 。但是这一次他也专门学了小提琴 。”宋方金表示 。
《孙家栋的天路》：结尾戏是佟大为即兴发挥
导演：杨文军
编剧：徐速
演员：佟大为
佟大为饰演孙家栋 。
《孙家栋的天路》中最浓墨重彩的一场戏，是东风二号导弹发射失败后，孙家栋带领团队宁可不吃饭，也要几天几夜蹲在戈壁滩上，忍受着刺骨的冷风，把导弹残骸挖出来，拿筛子一点点筛零件，再拼凑回去，认真分析失败原因 。
在创作剧本时，郑晓龙就曾和杨文军、徐速商议，可以写失败的故事，因为往往外界只看到一颗卫星成功上天，却没有看到背后多少颗失败了、爆炸了 。“这段故事非常感人，都是真实的史料和记载（改编而来） 。”杨文军坦言 。

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