彭雄飛(蘇茂洋 飾)見到李彩蘭(齊歡 飾)一個人在太陽底下在挑泥土種地，走過去想要幫忙把泥土挑走，結果差一點沒有站起來，但最后還是挑走了。李彩蘭在背后見到彭雄飛對自己的態度有轉變，心里默默開心。國家為了支持原子彈事業，從全國各地抽調了很多的技術骨干，和行政干度，到基地的人越來越多。
王懷民(李光潔 飾)收到了葉昆明的來信，他已經留在北京了，黃凱華(朱鐵 飾)見了之后直接撕掉了，讓人以后見到不用再送回來。陶志綱(李健 飾)帶著成格勒(曾肖龍 飾)一起出去打獵，成格勒說起自己的家鄉到處都是羊群，這時候他就見到沙漠里有一群黃羊，士兵們正準備開槍的時候，陶志綱阻止了他們，說自己看到珍稀動物跟這個羊很像，他們應該向領導請示了之后再做決定，于是讓成格勒看住羊群，自己回去請示傅首長，首長知道之后馬上打電話請示了上級領導，雖然黃羊是保護動物，但是上級還是覺得科學家們的生命更重要，所以下令讓陶志綱他們捕獵。
傅首長讓陶志綱去打獵，說以后有什么責任自己擔著。王懷民和彭雄飛、黃凱華一起去實驗基地的時候，聽到了一群人的吵鬧聲，走近一看才發現是大家都在彩蘭田里種土豆，彭雄飛沒有想到李彩蘭的地真的可以長出東西來，李彩蘭聽了就解釋沙漠的土質是不可以的，所以她就綜合肥料和硫磺粉來改善土質，經過一次次的實驗才成功有了彩蘭田。
老秦和同志們都不停地夸獎李彩蘭，彭雄飛也對李彩蘭刮目想看。就在他們一起切土豆種地的時候，他們聽到了陶志綱他們捕獵黃羊的槍聲。王懷民和鐘心(徐曉璐 飾)、楊佳蓉(高露 飾)一起去查看情況，才發現是陶志綱他們在捕獵黃羊，陶志綱他們見到鐘心的車才停止了射擊。
鐘心下去之后指責陶志綱這是在破壞生態平衡，還說這樣是犯罪的，希望陶志綱不要打黃羊了。陶志綱聽了鐘心的話，心里既委屈又無奈，就說要是不打這些黃羊，科學家們就要營養不良倒下，難道科學家的生命不重要。最后是成格勒講了他們家鄉的故事，才讓鐘心他們理解了陶志綱的處境。
彭雄飛一個人去幫李彩蘭混土，結果李彩蘭走過來說河泥多了。李彩蘭告訴彭雄飛說自己等到基地的人都吃上飯了，就會離開，不給他添麻煩，彭雄飛聽了就借口基地的人舍不得她，想要留在李彩蘭，結果李彩蘭這時候不小心摔倒，彭雄飛及時接住了她，兩人之間變得有幾分曖昧。
手下的人來說還差五只羊，才夠基地的同志們都吃上羊肉，但是成格勒發現馬上就要起風了，就讓陶志綱先把鐘心他們送回去，他帶人去把剩下的羊打回來。晚上很晚了陶志綱都不見成格勒回來，正要帶人去尋的時候，他們見到了成格勒他們的馬回來了，陶志綱走上去一看，結果發現只有馱著羊肉回來的馬，沒有人。
陶志綱擔心成格勒一行人的情況，趕緊組織人去找，最后他們在沼澤地里發現了成格勒他們的尸體。陶志綱見到之后悲痛不已，跪在沼澤邊痛哭。回到基地之后，同志們都是一邊留著眼淚，一邊在烤羊肉，他們都為成格勒的死傷心不已。
羊肉烤好之后，傅首長組織人員分給大家，但是科學家們因為這是成格勒用命換回來的羊肉，他們吃不下，但是首長卻說他們必須吃，不然成格勒的血就白流了。成格勒的死給王懷民造成了很大的打擊，他一個人默默走出了食堂，楊佳蓉不放心跟了出去。
王懷民告訴楊佳蓉他開始懷疑自己為什么要從蘇聯回來，他們現在困難重重，一個個人離開，一個個人放棄，他們的研究也止步不前，這些問題都讓他深深懷疑自己，不知道他們還能不能造出原子彈。楊佳蓉勸他說答案已經在心里，說成格勒當初把馬韁繩割斷就是依靠的共產主義信仰，所以希望王懷民也能夠有這樣的信仰。
這時候鐘心在食堂奏響了成格勒臨走之前給大家彈奏的歌曲，陶志綱聽了之后躲在車后面默默哭泣。
