A.- a) Le 30 mai 1997, X._ S.A. a fait l'acquisition du fonds de commerce du restaurant "...", pour le prix de 30 000 fr. Le même jour, X._ S.A. et A._ ont passé avec la Banque Y._ une convention portant sur la location pour une période de deux ans renouvelable du restaurant susmentionné et de l'appartement situé au-dessus pour un montant mensuel total de 3 700 fr.
(2 500 fr. pour le restaurant et 1 200 fr. pour l'appartement), montant auquel s'ajoutait une redevance de 2% sur la part du chiffre d'affaires mensuel brut du restaurant supérieure à 70 000 fr.
b) Le 25 novembre 1998, X._ S.A. a passé avec P._ un contrat intitulé "bail à ferme". Le bail porte sur l'usage, dès le 1er décembre 1998, du fonds de commerce du restaurant "..." pour une durée de quatre ans, moyennant une redevance mensuelle totale de 9 500 fr.
(7 500 fr. pour le restaurant et 2 000 fr. pour l'appartement).
Selon son art. 4, la location des locaux d'habitation est indissociable du contrat de bail à ferme. Le préambule précise que X._ S.A. a procédé à des rénovations importantes dans les locaux commerciaux ou d'habitation et qu'elle est propriétaire de l'agencement, des meubles meublant et des machines nécessaires à l'exploitation du restaurant.
Le 23 septembre 1999, les mêmes parties ont signé une convention de cession de fonds de commerce, par laquelle X._ S.A. cède à P._ le fonds de commerce, le droit à la clientèle, le droit au nom "....", ainsi que le droit de location des locaux. Le prix convenu a été fixé à 120 000 fr.
B.- a) Estimant abusif le loyer résultant du contrat du 25 novembre 1998, et excessif le prix de la cession du fonds de commerce du 23 septembre 1999, P._ a déposé le 1er octobre 1999 devant la Commission de conciliation en matière de baux et loyers du canton de Genève une demande de réduction de loyer, de restitution des loyers indus ainsi que de réduction du prix de la cession du bail.
Le demandeur sollicitait en substance la constatation du caractère excessif du loyer encaissé par X._ S.A. pour le restaurant, l'habitation et toutes les annexes, la réduction du loyer mensuel à 4 320 fr. pour la période allant de décembre 1998 à septembre 1999, ainsi que la condamnation de X._ S.A. à lui verser 35 800 fr. à titre de restitution du loyer; il concluait en outre à ce qu'il soit dit que le prix de vente fixé dans la convention de cession du fonds de commerce était excessif, à la fixation du prix de vente à 70 000 fr., et à ce qu'il soit dit qu'il ne devait plus aucun montant à X._ S.A. de quelque chef que ce soit.
Pour une raison inconnue, deux procédures ont été ouvertes; après échec de la tentative de conciliation, les deux causes ont été introduites devant le Tribunal des baux et loyers.
Le 13 octobre 1999, X._ S.A. a invalidé la convention du 23 septembre 1999. Le 2 décembre 1999, elle a résilié le bail du 25 novembre 1998 pour le 31 janvier 2000 en invoquant le non-paiement du loyer.
Par jugement du 18 mai 2000, le Tribunal des baux et loyers a ordonné la jonction des deux causes, écarté de la procédure des conclusions déposées par la défenderesse le 3 avril 2000 (point 2 du dispositif), déclaré irrecevables les conclusions visant la convention de cession du fonds de commerce (point 3 du dispositif), fixé le loyer dû par le demandeur pour la période allant de décembre 1998 à septembre 1999 à 50 000 fr., soit 5 000 fr. par mois (point 4 du dispositif), et condamné la défenderesse à payer au demandeur le trop-perçu (point 5 du dispositif).
b) Saisie par X._ S.A., la Chambre d'appel en matière de baux et loyers du canton de Genève, par arrêt du 4 décembre 2000, a annulé les points 2, 4 et 5 du jugement du 18 mai 2000; statuant à nouveau, elle a déclaré irrecevable la requête en réduction de loyer et en restitution des loyers indus déposée le 1er octobre 1999 par le demandeur; les autres points du dispositif ont été confirmés.
C.- P._ recourt en réforme contre l'arrêt du 4 décembre 2000. Ses conclusions tendent principalement à l'annulation de l'arrêt cantonal et à la fixation du loyer à 4 320 fr. par mois pour la période de décembre 1998 à septembre 1999 ainsi qu'à la condamnation de la défenderesse à lui rembourser le trop-perçu. Subsidiairement, il sollicite le renvoi de la cause à l'instance cantonale pour nouvelle décision au sens des considérants.
X._ S.A. invite le Tribunal fédéral à rejeter le recours dans la mesure où il est recevable.

Considérant en droit :
1.- La cour cantonale a constaté que le demandeur ne contestait pas en appel l'irrecevabilité des conclusions tendant à la réduction du prix de cession du fonds de commerce du 23 septembre 1999. La question n'a donc pas à être revue dans la présente procédure.
2.- De l'avis de la cour cantonale, le contrat du 25 novembre 1998 présenterait plutôt les caractéristiques d'un bail à ferme et non d'un bail à loyer; quoi qu'il en soit, la distinction serait sans portée pratique puisque les dispositions des <ref-law> sur les loyers abusifs sont applicables par analogie aux baux à ferme non agricoles (<ref-law>).
Retenant qu'en l'occurrence la mise à disposition du logement (situé au-dessus du restaurant) dépendait directement de la mise à disposition du commerce et de son agencement, si bien que le sort de cet appartement devait suivre celui du restaurant selon l'<ref-law>, la cour cantonale a estimé les dispositions légales relatives au bail à ferme (respectivement au bail à loyer de locaux commerciaux) applicables à l'ensemble des locaux, soit au logement et au restaurant.
Posant que la possibilité de déclarer obligatoire l'usage de la formule officielle prévue par l'<ref-law> ne concerne pas les locaux commerciaux faisant l'objet d'un bail à loyer, et a fortiori pas les locaux ou entreprises objets d'un bail à ferme, la cour cantonale a considéré que la non-utilisation d'une formule officielle pour fixer le loyer de l'appartement était sans conséquence.
Selon l'arrêt cantonal, le demandeur est entré en jouissance des locaux le 1er décembre 1998. Il aurait dès lors dû contester le montant du loyer avant le 1er janvier 1999, ce qu'il n'avait pas fait; sa requête était par conséquent également irrecevable sur ce point.
Enfin, la cour cantonale a observé que le demandeur faisait état, pour la première fois en appel (dans ses écritures du 9 octobre 2000), d'une erreur ou d'un dol dont il aurait été victime lors de la conclusion du contrat du 25 novembre 1998, sans d'ailleurs conclure à l'invalidation de la convention. Sa réaction était donc tardive selon les art. 21 et 31 al. 1 CO, et son argumentation de toute façon contraire à la bonne foi au sens de l'<ref-law>.
3.- Le demandeur invoque successivement la violation des art. 31, 24, 28, 253a et 270 al. 2 CO.
a) aa) Il a été jugé que la victime d'une erreur n'avait pas besoin de manifester expressément son intention de ne pas maintenir le contrat, au sens de l'<ref-law>, cette volonté pouvant ressortir du fait même de la répétition de l'indu (ATF 64 II 132 consid. 3). Invoquant cette jurisprudence, le demandeur soutient que le fait qu'il ait conclu à la répétition des loyers trop-perçus devrait être interprété comme une manifestation de volonté tendant à invalider partiellement le contrat de bail à concurrence du montant considéré comme excessif. Il serait de jurisprudence constante qu'une répétition de l'indu invalide la cause juridique viciée dans la mesure du montant versé en trop et qui est réclamé, par application analogique de l'<ref-law> (<ref-ruling> consid. 3). La cour cantonale aurait donc considéré à tort que le locataire, qui invoquait son erreur essentielle (prétendument découverte le 29 septembre 1999), avait omis de conclure à ce que le contrat soit invalidé, du moins partiellement.
bb) Le moyen ne résiste pas à l'examen. La demande de répétition des loyers trop-perçus n'est nullement basée sur une manifestation de volonté d'invalider le contrat, même partiellement. Elle a pour unique fondement la demande de réduction de loyer et ses conséquences, ce qui suppose l'existence d'un contrat valable.
La situation est la même que celle de l'acheteur qui invoque les défauts de la chose vendue; il a le choix entre invalider le contrat pour vices du consentement et exercer l'action en garantie; s'il opte pour l'action en garantie, il ratifie le contrat, conformément à l'<ref-law>, car la réglementation relative aux défauts de la chose suppose l'existence d'un contrat valable (<ref-ruling>). Il en est de même de celui qui opte pour une demande de réduction de loyer en invoquant le caractère excessif (ou trompeur et dolosif) du loyer; il a le choix entre l'exercice de l'action en invalidation du contrat pour vice du consentement, voire pour lésion, et l'action en réduction de loyer. S'il opte pour l'action en réduction, il ratifie le contrat de bail, conformément à l'<ref-law>, car la réglementation relative aux loyers abusifs suppose l'existence d'un contrat de bail valable.
La cour cantonale a donc fait une application correcte du droit fédéral, en particulier des art. 21 et 31 CO, en considérant comme tardive l'invocation de vices du consentement ou de lésion dans des écritures datées du 9 octobre 2000 à l'encontre d'un contrat conclu le 25 novembre 1998, ratifié par le fait que le recourant avait opté pour l'action en réduction de loyer.
b) Le contrat ayant été tenu à juste titre pour ratifié, il n'y a pas lieu d'entrer en matière sur les moyens tirés d'une violation des art. 24 al. 1 ch. 4 et 28 CO.
c) aa) La cour cantonale a jugé que les locaux d'habitation remis à bail par la défenderesse étaient des accessoires des locaux commerciaux loués, au sens de l'<ref-law>. Le demandeur admet que, selon la jurisprudence, des biens immobiliers peuvent être visés par cette disposition, mais qu'il n'a jamais été question de choses de plus d'envergure qu'une place de parc pour voiture, attenante à un logement (<ref-ruling> consid. 2). Considérer des locaux d'habitation comme un accessoire de locaux commerciaux reviendrait à étendre considérablement la notion de l'<ref-law>.
Le demandeur fait valoir, enfin, que la fausse interprétation de l'<ref-law> a conduit la cour cantonale à ne pas appliquer l'<ref-law>, qui impose l'usage de la formule officielle lors de la conclusion d'un nouveau bail dans les cantons qui, comme Genève, ont rendu obligatoire l'usage d'une telle formule. Certes la jurisprudence souligne que la formule officielle ne peut être imposée pour la location de locaux commerciaux. En l'occurrence, il ne s'agirait toutefois pas de surfaces commerciales, mais bien de locaux d'habitation. On devrait assimiler le cas d'espèce à celui de la sous-location, qui doit être accompagnée de la formule officielle (<ref-ruling>). L'absence de notification de loyer initial sur formule officielle entraînerait la nullité du contrat quant à la fixation du loyer, constatable en tout temps.
bb) La cour cantonale n'a pas violé le droit fédéral lorsqu'elle a admis qu'il convenait de mettre en oeuvre les dispositions légales relatives au bail à ferme (respectivement au bail de locaux commerciaux) en ce qui concerne l'ensemble des biens loués, soit aussi bien le logement que le restaurant. L'interprétation qu'elle a donnée de l'<ref-law> (semblable à l'<ref-law> applicable au bail à ferme) se tient parfaitement, dès lors qu'il est admis que les choses louées, dont le bailleur cède l'usage avec les habitations ou locaux commerciaux, peuvent être non seulement des biens mobiliers, mais aussi des biens immobiliers, tels que garages ou mansardes (<ref-ruling> consid. 2). On ne voit dès lors pas pourquoi la règle ne pourrait concerner un logement attenant à un restaurant.
Quant à l'usage de la formule officielle, tel que prévu à Genève en application de l'<ref-law>, il ne s'applique effectivement pas aux locaux commerciaux faisant l'objet d'un bail à loyer (cf. Lachat, Le bail à loyer, p. 262, ch. 2.4.1, note 39, et réf. ; SVIT-Kommentar Mietrecht, n. 35 ad <ref-law>; cf. aussi <ref-ruling> consid. 3c et d). Il ne concerne que les baux portant exclusivement sur l'usage d'habitations (Higi, Commentaire zurichois, n. 41 ad <ref-law>), voire les baux portant principalement sur un logement. Comme le bail à ferme en cause a essentiellement pour objet un restaurant, c'est à juste titre que la cour cantonale a jugé que l'<ref-law> n'était pas applicable en l'espèce.
4.- Les frais et dépens doivent être mis à la charge du recourant qui succombe (art. 156 al. 1 et 159 al. 1 OJ).

Par ces motifs,
le Tribunal fédéral :
1. Rejette le recours et confirme l'arrêt attaqué;
2. Met un émolument judiciaire de 2 000 fr. à la charge du recourant;
3. Dit que le recourant versera à l'intimée une indemnité de 3 000 fr. à titre de dépens;
4. Communique le présent arrêt en copie aux mandataires des parties et à la Chambre d'appel en matière de baux et loyers du canton de Genève.
_
Lausanne, le 20 juin 2001
Au nom de la Ie Cour civile
du TRIBUNAL FEDERAL SUISSE:
Le président,
La greffière,