A pergunta em causa seria respondida com maior rigor por um falante nativo de português brasileiro, no entanto, pelo que consegui averiguar, a palavra arco-íris é mais vulgarmente pronunciada com [u] uma vez que a seguir surge a vogal tónica [i] proporcionando a semivocalização da vogal anterior. Quanto à palavra arcobotante, é pronunciada com [o] porque tem uma consoante a seguir, não podendo a vogal anterior semivocalizar.

Sempre ao seu dispor,